基于ANSYS/LS-DYNA软件的水下钻孔爆破数值模拟

结合ANSYS/LS-DYNA对水下钻孔爆破进行数值模拟分析,建立水介质轴向不耦合和空气轴向不耦合单孔钻孔爆破模型,对岩石爆破破碎机理进行研究。通过数值模拟进一步验证了水介质不耦合装药结构较空气不耦合装药结构爆破的优越性,能量利用率得到较大提高,同时得到了在水介质不耦合状态下的最佳水下钻孔爆破装药结构形式。对于航道整治、港口码头建设中涉及水下炸礁工程应用具有一定的参考价值。     

水下钻孔爆破不同起爆方式的数值模拟

以连续介质力学和动力非线性有限元理论为基础,推导了炸药、岩石和水的ALE控制方程,采用多物质的ALE算法模拟了实际工程水下岩石钻孔爆破装药中不同位置起爆时爆炸产生的应力波在岩石介质中的传播过程。模拟结果表明：无论以何种方式起爆,端部效应现象始终存在,都会影响水下钻孔爆破上部岩石破碎质量;岩石与水接触面处由于反射波作用,提高了岩石爆破质量;两点起爆效果比单点起爆好,距两端1/4处同时起爆药包的爆破效果最好。研究结果可为水下钻孔爆破工程应用和安全施工提供参考。     

近自由面水下爆炸冲击波切断效应研究

近自由面水下爆炸形成的冲击波到达自由面时会反射稀疏波,并伴随着水面的上升、破碎和飞溅等复杂物理现象。文章基于无网格SPH方法建立了近自由面水下爆炸数值模型,开发了计算程序,模拟了冲击波和自由面反射的稀疏波的相互作用过程,分析了切断现象的特性、产生机理以及对冲击波参数的影响。研究发现,爆心正上方且距自由面较近处,稀疏波作用最强;近自由面爆炸冲击波冲量可衰减为无限水域爆炸的1/3左右。文中的研究旨在探索冲击波在自由面处的传播规律,并为近自由面水下爆炸载荷的确定提供参考。     

浅谈工程爆破效果的影响因素

工程爆破中影响爆破效果的因素有很多,如炸药性能、装药结构、地质条件等.本文对以上各种因素做了阐述,为工程实践中充分考虑各种主观及客观条件,达到最优爆破效果提供了理论指导.     

水下钻孔破岩爆破振动衰减规律试验研究

为控制和减少水下钻孔爆破水击波有害效应,研究水下钻孔爆破振动衰减规律,依托贵港二线船闸下游船墩前沿爆破施工区域,开展了水下钻孔爆破数据检测,测试水击波超压峰值、地震波振动数值。由于水击波传播过程中影响因素众多,难以进行精确计算。本文以解决实际工程问题为基本出发点,在研究水下钻孔爆破水击波传播规律的基础上,进行超压峰值传播衰减规律回归计算,综合分析水中冲击波有害效应影响规律。     

水下爆炸载荷作用下变截面结构中应力波的传播特性研究

随着科学技术的发展,越来越多的学者关注水下爆炸对舰船结构的毁伤特性研究。应力波作为结构载荷和能量传递的形式,对于认识结构系统的冲击响应特性至关重要。但是,关于水下爆炸载荷作用下船体板架类变截面结构中应力波的传播特性目前仍认识不足。本文将基于应力波理论,借助有限元法研究在冲击载荷作用下变截面杆和舷侧外板中弹性波的传播特性。首先,结合应力波理论,基于耦合的欧拉-拉格朗日法(CEL)和欧拉体积分数法研究在水下爆炸冲击载荷作用下变截面杆中弹性波的传播特性,对数值研究方法的精度进行验证;然后研究舷侧外板在受到水下爆炸冲击载荷作用下结构中弹性波的传播特性,并且利用冲击响应谱分析方法研究结构的响应规律,为后续研究复杂舰船结构的冲击响应规律提供参考。     

水下爆炸气泡载荷作用下船体梁的动态水弹性响应

文章基于势流理论,针对水下爆炸气泡脉动载荷作用下船体梁的动态水弹性鞭状响应及其共振效应进行了研究。阐述了水下爆炸气泡与船体梁之间的流固耦合理论分析,并分别建立了一个考虑气泡迁移,自由面效应和气泡阻力的气泡模型和一个船体梁的弹性响应的计算模型。文中以两条实船作为算例,研究了刚体运动对船体梁弹性振动响应的影响,分析了船体梁在气泡脉动载荷作用下产生的共振破坏的机理。     

振荡浮子式波能发电浮堤一体化装置性能研究

文章提出一种带消波水道的方箱型浮式防波堤与振荡浮子式波浪能发电一体化装置概念设计方案,应用ANSYS Fluent软件,通过锚泊线准静态法、多体耦合动力学理论与Newmark-β法对一体化装置进行耦合水动力计算,分析不同阻尼及水道构型参数对集成系统消波与俘能效率的影响.结果 表明,在阻尼选取区间内,线性等效电磁阻尼的俘能效率整体上大于Coulomb等效液压阻尼,增加浮子质量或增加线性阻尼系数,均可提升一体化装置的俘能效率,而对消波性能影响甚微.减小出口宽度,对俘能效率的提升有利并能提升消波性能.当消波水道入口完全浸没于水下时,俘能效率相对更高,消波效果更优.这种新颖的一体化装置构型为后续相关的消波与波浪能转换耦合水动力模型研究提供了思路与借鉴.     

水下爆炸作用下船舶结构与燃气轮机动态响应的数值研究

本文对水下爆炸作用下舰船结构及燃气轮机结构冲击响应进行了数值研究.首先,基于CEL方法建立了近自由面水下爆炸流固耦合动力学模型.然后结合燃气轮机-船体一体化仿真分析方法,对不同水下爆炸工况下的舰船结构冲击环境,以及燃气轮机冲击损伤特性进行了评估分析,总结了工况参数对燃气轮机冲击响应特征的影响规律,旨在为舰用燃气轮机抗冲击设计提供技术参考.     

水下爆炸脉动载荷对连续玄武岩纤维复合材料船体结构的影响

运用有限元程序MSC.Dytran模拟水下爆炸气泡脉动现象的整个过程,计算输出气泡中心位置压力时历曲线与爆炸理论吻合;采用层合板模型模拟连续玄武岩纤维复合材料,选取一般耦合算法计算流体与结构的耦合效应,计算连续玄武岩纤维复合材料舱段在脉动载荷作用下的动力响应;分析连续玄武岩纤维复合材料船体结构位移时历曲线、应力时历曲线及船底板应力云图.研究结果表明,在近场爆炸情况下,第一次脉动产生的应力波有可能比爆炸冲击波对船体造成更大的破坏;爆炸产生的脉动载荷频率接近整船或局部构件固有频率时,引发共振,对船体造成爆炸冲击破坏外的附加损害.     

厦门港刘五店港区翔安隧道水下爆破参数的确定

主要研究水下钻孔爆破对已建隧道、水工码头的影响,及其安全防护;研究水下钻孔爆破对白海豚、渔业的影响及其安全保护;通过研究水下爆破震波的特点,借鉴类似工程的经验,提出本项目对隧道、码头结构、白海豚等海洋鱼类安全的爆破控制参数计算值,确定本项目一次允许齐爆的最大药量为107.6kg。     

爆破边载对斜拉桥结构动力响应分析

施工爆破往往对既有临近建筑物的影响很大。针对这种边载效应可能造成的危害,结合爆破数值模拟中爆破荷载的特点,基于圣维南原理,将作用在炮孔壁上的爆破荷载等效后,施加在同排炮孔联心线或者面上,以模拟爆炸作用。采用三维实体模型等效模拟计算分析东海大桥在远场爆破施工对既有桥体结构稳定性的影响,计算结构不同位置、不同工况的振动响应和不同距离的最大单响药量,在此基础上,分析桥梁结构受爆破边载影响的危险区域,提出不同距离的药量控制,可为类似工程提供借鉴。     

采用触地布药方式实施水下抛石基床爆炸密实

通过大量的工程爆破实例,深入的水下爆炸机理分析以及触地布药方式在水下抛石基床爆炸密实优越性的讨论,充分表明采用触地布药方式实施爆炸密实的效果良好,操作简单可行,节约工程成本,并得到了业主、施工单位的肯定和好评     

典型补给油船抗冲击性能研究

基于通用仿真软件,对某油船进行了远场水下爆炸的动响应分析。研究了药包沿船长方向分布、沿水深分布和不同攻角对船体结构的影响。可以看出,中远场水下爆炸对油船的冲击响应,主要表现为总体响应,局部效应并不明显;爆距对冲击响应有很大的影响,而在远场爆炸时攻角对其影响不明显,随着爆距的增加,船体结构响应逐渐减小;武器的毁伤效应对船体外板影响最为显著,随着能量在船体内的传播,到主甲板时迅速衰减。通过进行计算分析得出了一些结论,为油船的设计及建造提供参考。     

预裂爆破中爆生裂缝扩展的机理探讨及预裂炮孔间距的设计方法

炸药爆炸产生的爆生裂缝是由爆炸应力波和爆生气体共同作用的结果。文中运用炸药爆炸的应力波理论,计算初始裂纹的长度;然后按照岩石的脆断理论计算爆生裂缝的最终扩展长度,对预裂爆破中爆炸作用过程和裂缝的扩展机理进行分析。同时还讨论了预裂炮孔间距的设计方法,认为在炮孔间距设计时,应考虑原生裂缝的存在。     

影响爆破挤淤效果的外部因素

用爆破挤淤法进行软基处理时,影响实施效果的外部因素较多,且不同施工区域外部环境差异较大,以往施工经验难以直接应用。为达到最佳爆破挤淤效果,结合大连临空产业园填海造地工程,通过现场对比试验,就作业环境、石料抛填、布药方式等外部因素对爆破挤淤效果的影响程度进行分析和研究。试验结果表明：在高潮位时采用级配较好、粒径较小的石料进行爆破施工,挤淤效果较好,同时压入式布药方式比振动式更容易保证布药质量,爆破挤淤效果更能够得到充分保证。通过制定合理的施工方案,顺利完成爆破挤淤施工,围堰质量满足设计要求。     

隧道下穿超浅埋国道的爆破减振技术

隧道下穿交通量大、超浅埋的国道公路时,为了能安全穿越,确保行车畅通,围岩开挖采用了拱上部周边打空炮眼减振、开挖面增打减振孔、炮孔复合装药、预留光爆层等综合减振措施的爆破技术。经现场爆破监测,爆破振动波速基本控制在20mm/s之内,降低了爆破的振波,有效地控制了公路地表下沉,确保了公路运营的安全。     

能量补偿爆炸法在场区岸坡淤泥软基处理中的应用

在某电厂场区岸坡的水下淤泥软基处理工程的条件和技术要求下,提出能量补偿爆炸法,在机理分析的基础上,给出设计参数,在工程应用上取得了较好效果,表明该法对水下淤泥质软基处理的适应性,可供类似工程参考。