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期刊信息/Journal information
爆炸与冲击
中国力学学会 四川省力学学会 中物院流体物理研究所
爆炸与冲击

中国力学学会 四川省力学学会 中物院流体物理研究所

刘仓理

双月刊

1001-1455

bzycj@caep.ac.cn

0816-2486197

621900

四川省绵阳市919信箱110分箱

爆炸与冲击/Journal Explosion and Shock WavesCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>《爆炸与冲击》办刊宗旨为：报道爆炸力学学科领域的国内外最新科技成果，反映学术前沿进展及水平，促进学术交流，创造本学科领域青年人才良好的成长环境，推进爆炸理论和应用、抗爆与爆炸安全技术的发展。征稿内容：爆炸、爆轰、燃烧、冲击波、冲击动力学、高速碰撞、动高压技术、激光与电磁驱动的高能量密度动力学、材料动态力学性能、爆炸驱动与爆炸加工、工程爆破、抗爆结构与设计、爆炸力学计算方法和实验测试技术、爆炸器材、爆炸安全技术等方面的论文、研究简报以及科技动态等。
正式出版
收录年代

    不同冷却方式下高温混凝土的动态力学特性

    吴栩霆王振周航张国凯...
    1-15页
    查看更多>>摘要：为了研究高温混凝土在不同冷却方式下的动态力学特性，通过∅74 mm大口径分离式霍普金森压杆对不同冷却方式处理下不同温度的C30 圆柱形混凝土试样进行了动态力学性能试验，得到了其在热、水、力联合作用下的力学特性，探究了冷却方式、温度和加载条件对平均应变率的影响，重点分析了高温混凝土在不同方式冷却后的动态应力-应变曲线，以及冷却方式、温度和加载速率对其破碎形态、动态抗压强度、弹性模量、峰值应变及一系列动态效应的影响。结果表明:水冷混凝土试样的平均应变率受温度的影响更明显，不同冷却方式下加载速度与平均应变率近似呈线性关系;当温度达到 400℃及以上时，试样颜色发生明显改变，相同温度下，水冷试样比自然冷却试样的颜色更深，出现更多细微裂纹，骨料形态破坏更严重;不同冷却方式下混凝土的动态抗压强度均与加载速度成正比，与加热温度成反比;水冷混凝土试样的弹性模量损伤系数低于自然冷却试样;高温混凝土试样的峰值应变与加热温度成正比，与加载速度成反比，且水冷混凝土试样的峰值应变相对值要高于自然冷却试样;混凝土的动载荷增加因子与温度及加载速度均成正比，且温度越高，混凝土的应变率效应越明显;当温度在 200℃时，混凝土耗能系数出现反弹现象。

    冷却方式冲击高温混凝土分离式霍普金森压杆动态力学特性破坏形态

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    主体结构荷载可控的新型组合式防护结构(Ⅱ):影响因素及设计理念

    方秦高矗孔祥振杨亚...
    16-27页
    查看更多>>摘要：为明确泡沫混凝土厚度和强度对组合式防护结构抗爆性能的影响，充分发挥和合理利用泡沫混凝土良好的消波特性，首先通过试验及数值模拟探讨不同泡沫混凝土厚度和强度对组合式防护结构抗爆性能的影响，并分析分层梯度泡沫混凝土在爆炸波作用下的消波特性。然后将组合式防护结构与采用中粗砂为分配层的传统成层式结构进行对比分析验证其优越性，在此基础上，总结凝练出组合式防护结构的主体结构荷载可控的设计理念。结果表明，利用泡沫混凝土材料较长的屈服平台和较低的波阻抗，以泡沫混凝土作为能量调控层，通过设计泡沫混凝土强度等级(密度等级)和厚度以及采用多层梯度泡沫混凝土，可使得作用于主体结构上的爆炸荷载峰值恰为泡沫混凝土屈服强度，实现对主体结构上荷载的可控设计，有效解决了中粗砂为分配层的传统成层式结构不易控制作用于主体结构上荷载的问题。研究结果可为抗新型钻地弹的防护设计提供重要参考。

    泡沫混凝土组合式防护结构可控设计爆炸波消波

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    基于小尺寸模型分析氢氧旋转爆轰波传播的不稳定性机制

    徐鸿飞王放武郁文翁春生...
    28-40页
    查看更多>>摘要：氢氧的高反应活性给旋转爆轰波的稳定传播带来了巨大的挑战，为研究氢氧旋转爆轰波传播不稳定性，通过改变当量比对小尺寸模型下二维氢氧旋转爆轰波进行数值模拟研究，揭示了氢氧旋转爆轰波复杂多变的传播特性，并分析了典型流场结构，探讨了传播模态的不稳定性以及爆轰波湮灭和再起爆机制。结果表明:随着当量比的提高，流场内分别呈现熄爆、单波、单双波混合 3 种传播模态，且爆轰波的传播速度随当量比的增大几乎呈线性提高，速度亏损为 5％～8％。激波的扰动使得爆燃面失稳产生明显的扭曲和褶皱，氢氧的高反应活性让爆燃面明显分层且在 2 个分界面上呈现不同的不稳定性，上分界面为Kelvin-Helmholtz(K-H)不稳定性，下分界面为Rayleigh-Taylor(R-T)不稳定性。单双波混合模态下爆轰波极不稳定，保持湮灭、单波、双波对撞 3 种状态之间循环。爆轰波有 2 种湮灭方式:一是双波对撞导致爆轰波湮灭，二是爆燃面燃烧加剧使得爆燃面下移导致爆轰波湮灭。再起爆的主要原因是:R-T不稳定性诱导爆轰产物与新鲜预混气在爆燃面上相互挤压产生尖峰和气泡结构，增强爆燃面上的反应放热，产生了局部热点并逐渐增强为爆轰波，实现爆燃转爆轰。

    旋转爆轰波传播特性当量比不稳定性湮灭再起爆

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    非对称中空环形聚能装药成型与侵彻特性影响因素分析

    李召婷王树有孙圣杰蒋建伟...
    41-50页
    查看更多>>摘要：为减弱中空环形聚能装药形成的中心侵彻体对后级结构的破坏作用，通过改变环锥罩的偏心距离和壁厚，调整了装药和药型罩的质量分布，使之形成准直环形射流，研究了炸高对环形射流侵彻威力的影响规律。数值模拟结果表明:内壳为铝合金时的中心孔平均侵彻深度较内壳为钢时的平均侵彻深度低 36。13％;非偏心环锥罩形成的射流存在径向偏移，侵彻能力较弱。当环锥罩顶向外侧偏移 0。05d(d为环形装药厚度)时，射流准直性较好，环形射流侵彻深度较大;随着药型罩壁厚的增加，射流头部速度不断减小，当壁厚为 0。045d时，偏心环锥罩形成的环形射流侵彻能力较强;环形射流侵彻深度对炸高较为敏感，在炸高为 1。12d时，环形射流侵彻深度较大。针对非偏心环锥罩和偏心环锥罩两种药型罩结构开展的静破甲试验表明，环形射流侵彻深度和扩孔直径的试验结果与数值模拟结果误差小于 12％，验证了数值模拟模型的可靠性。

    环形聚能装药偏心药型罩射流成型射流侵彻

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    含初始损伤饱水花岗岩的冲击破坏规律

    褚怀保陈璐阳杨小林王东辉...
    51-64页
    查看更多>>摘要：为研究饱水和初始损伤对冲击荷载下花岗岩宏观和微观破坏特征的影响，开展了X射线衍射、霍普金森和扫描电镜试验，利用分形维数对花岗岩的破碎块度和断口形貌进行了分析，探讨了图像放大倍数对分形维数的影响，分析了冲击荷载下饱水后花岗岩的微观致裂机制。结果表明:饱水后花岗岩中角闪石、钠长石、微斜长石和石英的占比减少，高岭石占比显著提高;随着初始损伤的增大，花岗岩的动态峰值应力逐渐减小，而破碎程度和块度分形维数逐渐增大，且初始损伤对块度分形维数的影响大于饱水的影响;随着初始损伤的增加，断口出现更多的微裂纹和碎屑，断口图像的分形维数也逐渐增加;放大倍数在 400～3200 范围内时，断口图像分形维数随着图像放大倍数的增大而增加，超过 3200 后，分形维数减小。

    岩石动力学矿物成分破碎块度断口微观形貌分形维数

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    高空强爆炸X射线辐照铝靶板动响应的数值模拟

    余润洲张昆汤文辉
    65-74页
    查看更多>>摘要：高空强爆炸所产生的X射线辐照至导弹壳体结构时产生的汽化反冲冲量(blow-off impulse，BOI)及热激波，能够引起目标的动响应破坏。现有的Whitener、BBAY和MBBAY理论模型仅能给出一维近似BOI值，无法处理复杂三维情况并给出对应的热激波峰值压力p，因此，对该问题的研究非常依赖数值计算。利用X射线热激波数值计算程序TSHOCK3D对矩形铝靶板在 0。1～3。0 keV范围的普朗克黑体温度和 220～400 J/cm2 辐射能通量下的汽化反冲冲量及峰值压力进行计算，并与理论模型作了对比分析。结果表明，TSHOCK3D程序可以得到可靠的结果，正辐照靶板中心处近似一维工况下的BOI与Whitener、BBAY和MBBAY三个理论模型下的BOI基本相符。通过单变量分析可得，靶板中BOI和峰值压力p均与入射能通量呈近似线性关系;而对于不同的黑体温度，BOI和峰值压力则在 1。5～2。0 keV处存在极大值。

    X射线汽化反冲冲量热激波TSHOCK3D

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    剪切增稠液填充蜂窝夹芯板的低速冲击响应

    李雨薇易昶成刘志芳雷建银...
    75-87页
    查看更多>>摘要：将气相二氧化硅颗粒与聚乙二醇溶液混合制备的剪切增稠液(shear-thickening fluid，STF)填充到蜂窝芯层中，制成了STF填充蜂窝夹芯板。通过落锤冲击实验，研究了冲击速度(1。0、1。5、2。0 m/s)、蜂窝孔径(2。0、2。5、3。0 mm)和壁厚(0。04、0。06、0。08 mm)对夹芯板力学性能的影响。利用数字图像相关技术测量了结构的应变历史和后面板挠度场的分布情况，探讨了结构的低速冲击响应过程。实验结果表明，在低速冲击下，未填充STF蜂窝夹芯板的变形模式为后面板中心区域凸起变形，周围区域有明显鼓包变形;填充STF蜂窝夹芯板的变形模式为后面板凸起变形且局部凸起区域较大，周围无鼓包产生。STF的剪切增稠效应可以增加参与能量吸收的蜂窝单元，扩大结构的局部变形区域，减小结构的后面板挠度。提高冲击速度、增大蜂窝孔径或者减小壁厚，都更有利于STF的剪切增稠效应。

    剪切增稠液蜂窝夹芯板低速冲击变形模式数字图像相关技术

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    侵彻爆炸联合作用下超高性能混凝土遮弹层设计

    程月华吴昊岑国华张瑜...
    88-101页
    查看更多>>摘要：为了准确评估超高性能混凝土(ultra-high performance concrete，UHPC)遮弹层在战斗部侵彻爆炸作用下的损伤破坏并建立可靠的计算方法，首先，开展了UHPC靶体抗 105 mm口径弹体侵彻和 5 kg TNT炸药爆炸联合作用试验，获取了侵彻作用后以及侵彻与爆炸联合作用后弹靶的损伤破坏数据;然后，建立了UHPC靶体抗弹体侵彻与爆炸作用的有限元模型，通过对上述试验和已有的有限厚UHPC板埋置装药爆炸试验进行数值仿真分析，验证了有限元模型和分析方法的可靠性;最后，对比了SDB、WDU-43/B和BLU-109/B等 3 种典型原型战斗部侵彻与爆炸联合作用下，UHPC遮弹层和普通混凝土遮弹层的临界贯彻和震塌厚度。结果表明:3 种战斗部侵彻爆炸联合作用下，遮弹层的临界贯穿厚度和震塌厚度范围分别为1。30～2。60 m和1。70～5。00 m，相应的临界贯穿系数和震塌系数范围分别为1。81～2。17 和2。46～4。17;与普通混凝土遮弹层对比，3 种战斗部侵彻爆炸联合作用下UHPC遮弹层的开坑直径减小了 34。4％～42。4％，临界贯穿和震塌厚度分别减小了 7。1％～31。6％和 39。7％～52。8％。研究结果可为UHPC遮弹层的抗力评估和设计提供参考。

    超高性能混凝土遮弹层侵彻爆炸防护设计

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    弹体高速侵彻花岗岩靶体的结构响应特性

    韩明海刘闯李鹏程刘子涵...
    102-122页
    查看更多>>摘要：为探究弹体斜侵彻花岗岩靶体的结构响应特性，基于 30 mm弹道炮平台，开展了弹体斜侵彻花岗岩靶试验，获得了非正侵彻作用下弹体结构破坏参数。在此基础上，结合数值模拟方法研究了弹体斜侵彻花岗岩靶的弹体结构变形及断裂机制，分析了侵彻初始条件对弹体结构响应的影响规律。研究结果表明:弹体非正侵彻花岗岩靶体时，易发生弯曲和断裂;弹体头尾部所受非对称力是影响弹体响应特性的主要因素，弹体的变形破坏程度由弹体头尾部角速度差峰值大小决定;随着攻角的增大，弹体弯曲程度线性增大，攻角增大到 8°时，弹体发生断裂;随着着角的增大，弹体弯曲程度先增大后减小再增大，着角为 15°时，弹体弯曲程度最小，着角达到 30°时，弹体发生断裂;与着角相比，攻角对弹体结构响应行为的影响更显著;攻角与着角联合作用时，着角的引入会增大弹体临界断裂正攻角，负攻角会削弱弹体抵抗弯曲变形和断裂的能力;撞击速度高于 1600 m/s时，弹体撞击速度成为弹体产生不同响应行为的主控因素。

    弹体侵彻岩石靶结构响应

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    基于简易冲击分解模型的爆轰驱动硅橡胶数值模拟及实验解读

    刘军殷建伟张凤国
    123-132页
    查看更多>>摘要：为了反映爆轰驱动下硅橡胶发生冲击分解反应的物理过程，提出了一种简易的硅橡胶冲击分解模型。基于该模型，对爆轰驱动含硅橡胶夹层钢板实验进行了模拟，并分析解读了钢板的自由面速度。结果表明，实验中硅橡胶发生了冲击分解反应，导致钢板的自由面速度曲线出现了首次起跳中间速度平台及首次起跳速度峰值降低的现象。受硅橡胶冲击分解影响，首次入射波压力将在临界冲击分解压力附近弛豫一段时间，再继续升高至最高压力。该压力波作用于钢板的自由面后，出现了自由面速度在中间速度平台停留一段时间，之后继续升高至速度峰值的现象。硅橡胶冲击分解后的气相物质可压缩性较高，首次加载波内较多的能量被用于压缩气体做功，导致首次波传播至自由面时能量衰减，峰值压力降低，首次起跳速度峰值降低。

    硅橡胶爆轰驱动冲击分解分解压力

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