柔爆索線式爆炸分離過程機理分析

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(xiàn)狀6
1.2.2國內現(xiàn)有設計方法7
1.2.3對現(xiàn)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應用篇主要內容12
參考文獻15
第2章爆炸與沖擊動力學基礎理論17
2.1沖擊波與爆轟波17
2.1.1沖擊波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(tài)力學性能30
2.4.1材料動態(tài)本構關系31
2.4.2固體高壓狀態(tài)方程35
2.4.3材料的動態(tài)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(tài)力學性能52
3.1材料動態(tài)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沖擊壓縮線測量技術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(tài)力學性能61
3.2.1三種鋁合金材料的動態(tài)壓縮性能61
3.2.2三種鋁合金材料的動態(tài)拉伸性能65
3.2.3兩種鋁合金材料的狀態(tài)方程69
3.3分離板材料Ⅰ型動態(tài)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復合型動態(tài)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(shù)值仿真技術108
5.1數(shù)值仿真計算方法109
5.1.1常用網(wǎng)格描述方法109
5.1.2常用數(shù)值計算方法111
5.2爆炸分離過程數(shù)值仿真常用軟件及分析示例117
5.2.1AUTODYN軟件和ABAQUS軟件117
5.2.2LS-DYNA軟件118
5.2.3MSC.Nastran軟件123
5.2.4MSC.Marc軟件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(tài)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(wěn)定性分析中的應用138
6.3動態(tài)“加料”裂紋元法及其二次開發(fā)140
6.3.1二維線彈性動態(tài)“加料”裂紋元法140
6.3.2動態(tài)“加料”裂紋單元的二次開發(fā)149
6.3.3算例驗證152
6.4本章小結159參考文獻159
應用篇
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基于傳統(tǒng)分析方法的分離裝置強度分析170
7.2.3基于慣性釋放技術的分離裝置強度分析172
7.2.4基于等效裂紋方法的分離裝置斷裂分析175
7.3基于動態(tài)“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(shù)對分離裝置動態(tài)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(guī)律190
8.1柔爆索加載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柔爆索驅動預制剛性碎片做功效率199
8.2.1柔爆索爆炸驅動下預制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(shù)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(guī)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(guī)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加載試驗219
9.2.3雙保護罩結構的能量分配規(guī)律225
9.3實際爆炸分離過程能量分配規(guī)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(guī)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沖擊損傷與破壞分析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(shù)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損傷本構模型的程序實現(xiàn)253
10.2.3GTN損傷本構模型有效性驗證260
10.2.4GTN損傷本構模型用于保護罩損傷分析266
10.3保護罩結構內沖擊波傳播規(guī)律分析270
10.3.1保護罩內沖擊波衰減規(guī)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(xiàn)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鑒定試驗283
11.2爆炸分離過程模型試驗研究285
11.2.1模型試驗設置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(shù)303
11.4.4關于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破片帶碎裂后的碎片尺寸311
12.1.3碎片飛散速度312
12.2關鍵參數(shù)對分離性能的影響規(guī)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(guī)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(lián)合影響規(guī)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(jù)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應用344
13.1柔爆索分離裝置仿真分析設計軟件344
13.1.1軟件功能344
13.1.2軟件操作流程345
13.1.3應用示例347
13.2線式分離裝置的發(fā)展與應用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(fā)展思考356
參考文獻357
符號表358
彩圖