柔爆索線式爆炸分離過程機理分析

柔爆索線式爆炸分離過程機理分析，盧芳雲等，科學出版社，2021

基本介紹

• 中文名：柔爆索線式爆炸分離過程機理分析
• 作者：盧芳雲等
• 出版社：科學出版社
• 出版時間：2021年3月
• 頁數：362 頁
• ISBN：9787030661258

內容簡介

本書從基本原理出發，系統介紹柔爆索線式爆炸分離裝置分離過程中的關鍵力學問題，集成了作者所在團隊在爆炸分離領域的相關研究成果。本書在體系上分為兩大部分，即基礎篇和套用篇。其中，第1～6章為基礎篇，作為後續套用篇的鋪墊，以基礎理論、方法、典型數據、現象和初步結論為主要內容；第7～13章為套用篇，立足於爆炸分離過程所涉及的科學問題進行研究成果梳理，涵蓋結構完整性分析、分離過程能量分配規律和分離結構的變形、破壞與碎裂力學等內容。

圖書目錄

自序前言

基礎篇

第1章緒論3

1.1背景3

1.2問題的提出6

1.2.1國內外研究現狀6

1.2.2國內現有設計方法7

1.2.3對現有設計方法的思考9

1.3本書的主要內容11

1.3.1內容整體框架11

1.3.2基礎篇主要內容11

1.3.3套用篇主要內容12

參考文獻15

第2章爆炸與衝擊動力學基礎理論17

2.1衝擊波與爆轟波17

2.1.1衝擊波17

2.1.2爆轟波18

2.2柔爆索性能20

2.2.1柔爆索爆速20

2.2.2柔爆索爆熱與爆壓22

2.3固體中的應力波25

2.3.1波的概念25

2.3.2動力學效應27

2.3.3波的傳播28

2.4材料動態力學性能30

2.4.1材料動態本構關係31

2.4.2固體高壓狀態方程35

2.4.3材料的動態破壞41

2.5量綱分析方法47

2.5.1引言47

2.5.2量綱相關概念48

2.5.3量綱法則49

2.5.4π定理50

2.6本章小結51

參考文獻51

第3章分離裝置材料的動態力學性能52

3.1材料動態力學性能實驗技術52

3.1.1分離式霍普金森壓桿實驗技術52

3.1.2分離式霍普金森拉桿實驗技術53

3.1.3衝擊壓縮線測量技術55

3.1.4層裂實驗技術58

3.2分離裝置鋁合金材料的動態力學性能61

3.2.1三種鋁合金材料的動態壓縮性能61

3.2.2三種鋁合金材料的動態拉伸性能65

3.2.3兩種鋁合金材料的狀態方程69

3.3分離板材料Ⅰ型動態斷裂性能72

3.3.1試樣設計73

3.3.2測試方法73

3.3.3ZL205A材料斷裂性能75

3.4分離板材料Ⅰ/Ⅱ複合型動態斷裂性能78

3.4.1試樣設計78

3.4.2兩種分離板材料的斷裂性能81

3.5本章小結89

參考文獻89

第4章爆炸分離裝置的地面試驗與測試技術91

4.1平板試驗91

4.1.1平板試驗設計及試驗基本步驟92

4.1.2平板試驗件等效原則93

4.1.3平板試驗件驗證對象的設計94

4.1.4平板試驗的邊界條件97

4.1.5平板試驗實施98

4.2原型試驗101

4.3地面試驗測試技術103

4.3.1試驗布置103

4.3.2試驗高速攝影觀測103

4.3.3分離碎片尺寸和碎片飛散速度計算105

4.4本章小結106

參考文獻107

第5章爆炸分離過程數值仿真技術108

5.1數值仿真計算方法109

5.1.1常用格線描述方法109

5.1.2常用數值計算方法111

5.2爆炸分離過程數值仿真常用軟體及分析示例117

5.2.1AUTODYN軟體和ABAQUS軟體117

5.2.2LS-DYNA軟體118

5.2.3MSC.Nastran軟體123

5.2.4MSC.Marc軟體128

5.3本章小結133

參考文獻133

第6章含缺陷航天結構動態斷裂分析方法134

6.1自由飛行航天結構強度分析的慣性釋放技術134

6.2含缺陷航天結構的等效裂紋分析方法136

6.2.1奇異裂紋元法簡介136

6.2.2奇異裂紋元在含缺陷結構裂紋穩定性分析中的套用138

6.3動態“加料”裂紋元法及其二次開發140

6.3.1二維線彈性動態“加料”裂紋元法140

6.3.2動態“加料”裂紋單元的二次開發149

6.3.3算例驗證152

6.4本章小結159參考文獻159

套用篇

第7章線式爆炸分離裝置的結構完整性分析163

7.1分離裝置的載荷分析與計算163

7.1.1軸向靜載荷164

7.1.2橫向靜載荷165

7.1.3載荷的綜合166

7.2分離裝置的結構完整性分析168

7.2.1計算模型168

7.2.2基於傳統分析方法的分離裝置強度分析170

7.2.3基於慣性釋放技術的分離裝置強度分析172

7.2.4基於等效裂紋方法的分離裝置斷裂分析175

7.3基於動態“加料”裂紋元法的分離裝置起裂分析177

7.3.1分離裝置的起裂分析178

7.3.2關鍵參數對分離裝置動態起裂的影響分析182

7.4本章小結188參考文獻189第8章柔爆索能量輸出規律190

8.1柔爆索載入厚壁圓筒試件做功效率190

8.1.1試驗設計190

8.1.2試驗結果192

8.1.3純保護罩模式做功效率195

8.2柔爆索驅動預製剛性碎片做功效率199

8.2.1柔爆索爆炸驅動下預製剛性碎片的飛散速度199

8.2.2速度模型的試驗驗證203

8.2.3數值仿真驗證206

8.2.4純分離板模式做功效率209

8.3本章小結211

參考文獻211

第9章爆炸分離過程能量分配規律213

9.1非對稱結構內部爆炸能量分配的分析思想213

9.2平面對稱雙保護罩結構的能量分配規律218

9.2.1平面對稱雙保護罩結構的能量分配分析218

9.2.2雙保護罩結構的柔爆索爆炸載入試驗219

9.2.3雙保護罩結構的能量分配規律225

9.3實際爆炸分離過程能量分配規律228

9.3.1試驗及結果228

9.3.2各部分能量計算236

9.3.3能量分配規律分析237

9.4本章小結239

參考文獻240

第10章爆炸分離過程保護罩的衝擊損傷與破壞分析241

10.1保護罩損傷破壞機理分析241

10.1.1保護罩破壞機理分析241

10.1.2保護罩內壁破壞解析模型243

10.1.3保護罩內部裂紋形成的初步數值模擬248

10.2GTN彈塑性損傷模型及保護罩內部損傷分析250

10.2.1GTN損傷本構模型251

10.2.2GTN損傷本構模型的程式實現253

10.2.3GTN損傷本構模型有效性驗證260

10.2.4GTN損傷本構模型用於保護罩損傷分析266

10.3保護罩結構內衝擊波傳播規律分析270

10.3.1保護罩內衝擊波衰減規律研究271

10.3.2保護罩結構改進方案275

10.4本章小結279

參考文獻279

第11章滑移爆轟作用下分離板破片帶的碎裂機理281

11.1爆炸分離過程原型試驗現象281

11.1.1平板試驗件小藥量分離裕度驗證試驗281

11.1.2頭罩分離裝置1∶1鑑定試驗283

11.2爆炸分離過程模型試驗研究285

11.2.1模型試驗設定286

11.2.2模型試驗結果288

11.3滑移爆轟作用下分離板破片帶的碎裂機理研究293

11.3.1問題的簡化293

11.3.2失效機理分析295

11.3.3破片帶斷裂理論分析297

11.4試驗及討論301

11.4.1分離板材料為ZL205A的模型試驗驗證301

11.4.2分離板材料為ZL114A的模型試驗驗證303

11.4.3影響分離性能的材料參數303

11.4.4關於止裂槽止裂機理的分析304

11.5本章小結305

參考文獻306

第12章爆炸分離碎片安全性分析307

12.1碎片飛散性能研究307

12.1.1碎片飛散角308

12.1.2破片帶碎裂後的碎片尺寸311

12.1.3碎片飛散速度312

12.2關鍵參數對分離性能的影響規律320

12.2.1分離過程影響因素分析320

12.2.2關鍵影響因素及其影響規律322

12.2.3因子的極限330

12.3影響因子敏感性分析333

12.3.1多因子聯合影響規律333

12.3.2因子波動對分離性能的影響336

12.4分離安全性判據339

12.5本章小結342

參考文獻342

第13章線式爆炸分離結構的拓展套用344

13.1柔爆索分離裝置仿真分析設計軟體344

13.1.1軟體功能344

13.1.2軟體操作流程345

13.1.3套用示例347

13.2線式分離裝置的發展與套用348

13.2.1聚能切割索分離裝置348

13.2.2膨脹管式分離裝置350

13.2.3氣囊式分離裝置355

13.3發展思考356

參考文獻357

符號表358

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