38 mm型CO_(2)致裂器内部参数对致裂器做功能力影响

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作者 鲁寨军 王志富 +3 位作者 姚术健 钟睦 史湘石 陈斐鹏 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期78-86,共9页

为快速获得液态CO_(2)致裂器内部参数对致裂器做功能力的影响特征,优化提高液态CO_(2)致裂器做功能力,提高煤层瓦斯抽采效率,设计液态CO_(2)致裂器做功能力快速评估试验装置。使用煤矿用38 mm型致裂器进行4水平3因素的9组正交试验,分析... 为快速获得液态CO_(2)致裂器内部参数对致裂器做功能力的影响特征,优化提高液态CO_(2)致裂器做功能力,提高煤层瓦斯抽采效率,设计液态CO_(2)致裂器做功能力快速评估试验装置。使用煤矿用38 mm型致裂器进行4水平3因素的9组正交试验,分析液态CO_(2)致裂器发热管内部装药量、主管内液态CO_(2)填充量、泄能片厚度以及泄能头释放口径对于致裂器做功能力的影响主次顺序;进一步对其中最重要的影响因素进行固定变量试验,分析最重要影响因素对液态CO_(2)致裂器做功能力的影响特征。结果表明:对于煤矿用38 mm型CO_(2)致裂器,泄能片厚度对于液态CO_(2)致裂器做功能力的影响最大,发热管内部装药量次之,主管内液态CO_(2)填充量及泄能头释放口径影响最弱;液态CO_(2)致裂器做功能力随着泄能片的厚度增加而增加,但当泄能片厚度增加到一定程度时,液态CO_(2)致裂器做功能力增幅不够明显,达到一定厚度泄能片不会破裂,当38 mm型致裂器内部参数设置为CO_(2)质量0.33 kg、释放口径18 mm、装药量60 g、泄能片厚度2.0 mm时致裂器做功能力对应三硝基甲苯(TNT)当量为0.202 kg,相对当前工地使用参数做功能力提升21.9%。 展开更多

关键词 CO_(2)致裂器 内部参数 做功能力 液态CO_(2)填充量 发热管内部装药量 泄能片厚度 泄能头释放口径

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齿轮箱内部激励下振动噪声仿真研究

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作者 钟睦 王延靖 姚术健 《装备环境工程》 CAS 2024年第7期148-158,共11页

目的研究齿轮箱体在内部激励下的传动稳定性和振动噪声的产生、传播和辐射规律。方法考虑时变刚度、误差激励等因素对齿轮系统的影响,利用集中参数法建立齿轮传动纯扭转动力学模型。结合MATLAB数值计算,从动态啮合力入手,分析振动噪声... 目的研究齿轮箱体在内部激励下的传动稳定性和振动噪声的产生、传播和辐射规律。方法考虑时变刚度、误差激励等因素对齿轮系统的影响,利用集中参数法建立齿轮传动纯扭转动力学模型。结合MATLAB数值计算,从动态啮合力入手,分析振动噪声在内部动态激励作用下的时域和频域特征。建立齿轮箱体有限元模型,进行模态分析和频率响应分析。以动力学分析结果为边界条件,分别利用声学无限元法和无反射边界法进行齿轮箱振动噪声仿真。结果获得了2000Hz内的固有频率、振型和频率响应曲线,结合振动峰值频率,对齿轮箱的振动情况进行了预测。得到了齿轮箱在无界声场中的辐射声功率级曲线、场点声压级曲线、声指向性和声压级云图,并对声学无限元法和无反射边界法的计算结果进行了对比,得到了二者的最佳适用条件。结论齿轮箱内部动态激励具有明显的周期性和冲击性,齿轮传动过程中含有较多的啮合频率和二倍频成分。齿轮箱上下表面为薄壁结构,振动比较明显,是各阶振型发生振动的主要部位。箱体在低阶模态下为单一振型,在高阶模态下出现多种振型耦合的现象。无限元法计算时间较长,但在近场分析时精度较高,适用于近场声学问题分析。无反射边界相比于无限元法耗费更少的计算时间,远场分析的精度更高,适用于高频、远场声学问题分析。 展开更多

关键词 内部激励 振动噪声 齿轮箱 无限元法 无反射边界法 模态

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舰艇爆炸毁伤与防护若干关键问题研究进展 被引量：2

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作者 李营 杜志鹏 +11 位作者 陈赶超 王诗平 侯海量 李晓彬 张攀 张伦平 孔祥韶 李海涛 郭君 姚术健 王志凯 殷彩玉 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第3期3-60,共58页

大型水面舰船和潜艇是支撑海军空间立体化作战的主要装备和移动平台,随着战斗部毁伤威力和制导精度的日益提高,加之毁伤载荷的多元化,其生存环境面临愈加严峻的挑战,因而开展舰艇爆炸毁伤与防护研究具有十分重要的意义。爆炸载荷下舰艇... 大型水面舰船和潜艇是支撑海军空间立体化作战的主要装备和移动平台,随着战斗部毁伤威力和制导精度的日益提高,加之毁伤载荷的多元化,其生存环境面临愈加严峻的挑战,因而开展舰艇爆炸毁伤与防护研究具有十分重要的意义。爆炸载荷下舰艇结构的毁伤与防护是一个涉及爆炸力学、流体力学、结构动力学、材料学等多学科融合的交叉性问题,仍存在诸多难题有待研究。针对其中涉及的若干关键问题,围绕近年来国内外在舰艇爆炸载荷特性、毁伤响应机制及其防护技术与装备等方面的研究进展进行系统概述,指出当前研究存在的不足,并对舰艇爆炸毁伤与防护的发展趋势进行展望,旨在为未来舰艇高效毁伤与防护研究提供有价值的参考。 展开更多

关键词 舰艇结构 爆炸载荷 毁伤机理 防护技术

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多箱型结构内部爆炸破坏模式分析方法

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作者 李璐萌 张舵 +2 位作者 姚术健 黄诗麒 黄河 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期239-250,共12页

结构内部爆炸破坏是武器毁伤目标的主要方式之一,破坏模式和破坏范围是结构内部爆炸破坏威力的主要表征方式,其分析方法能够有力支撑武器毁伤效果预测和结构防护设计.采用有限元模拟仿真分析,研究多箱型结构内爆毁伤特性,基于仿真结果,... 结构内部爆炸破坏是武器毁伤目标的主要方式之一,破坏模式和破坏范围是结构内部爆炸破坏威力的主要表征方式,其分析方法能够有力支撑武器毁伤效果预测和结构防护设计.采用有限元模拟仿真分析,研究多箱型结构内爆毁伤特性,基于仿真结果,分析了破坏范围和破坏模式随当量和结构参数的变化规律,并提出了能够计算多箱型结构破坏范围、破坏壁面数和破坏分布模式的无量纲数和计算方法,绘制出破坏分布模式图和破坏范围表,该方法能够预测随爆炸当量非连续变化的破坏模式和破坏范围,并根据已有实验结果进行了验证. 展开更多

关键词 内部爆炸 破坏特性 破坏模式 量纲分析 多箱型结构

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低速冲击下抗事故包装箱冲击保护设计与试验研究

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作者 史湘石 余国景 +3 位作者 郑权 孙洪吉 王延靖 姚术健 《包装工程》 CAS 北大核心 2024年第19期108-114,共7页

目的旨在探讨抗事故包装箱在低速冲击条件下的冲击保护设计,以提高其对内部物品的保护能力,确保在跌落或碰撞事件中的安全性。方法利用落锤冲击试验复现低速冲击环境,对3种不同缓冲层设计的冲击保护装置进行了细致的试验分析,评估并对... 目的旨在探讨抗事故包装箱在低速冲击条件下的冲击保护设计,以提高其对内部物品的保护能力,确保在跌落或碰撞事件中的安全性。方法利用落锤冲击试验复现低速冲击环境,对3种不同缓冲层设计的冲击保护装置进行了细致的试验分析,评估并对比了它们在防护性能上的表现。结果试验结果表明,在进行的24组试验中,采用双层组合抗冲击设计的液固耦合冲击保护装置,以其卓越的性能达到了99.50%的冲击防护效率,突显了其在防护性能上的显著优势。同时,改变落锤的下落高度以及内部填充非牛顿流体的黏度,对冲击防护效率有着重要的影响。结论成功验证了缓冲层设计对提高抗事故包装箱抗冲击性能的重要性。通过合理设计冲击保护装置,可以有效提升包装箱的抗冲击能力,为高风险物品的安全运输提供了科学依据。 展开更多

关键词 抗事故包装箱 冲击保护设计 缓冲层 落锤冲击试验 非牛顿流体

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结构内部爆炸冲击波载荷的相似特性 被引量：10

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作者 谷鸿平 姚术健 +3 位作者 张舵 吕永柱 张立建 畅博 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期621-625,630,共6页

为验证空气中Hopkinson爆炸相似律在结构内爆条件下的适用性,在总结了国内外关于结构内部爆炸载荷常用模型及经典爆炸相似律基础上,利用LS-DYNA软件模拟分析了典型箱体结构内爆冲击波传播特性,并对3种几何相似箱体内典型位置的压力峰值... 为验证空气中Hopkinson爆炸相似律在结构内爆条件下的适用性,在总结了国内外关于结构内部爆炸载荷常用模型及经典爆炸相似律基础上,利用LS-DYNA软件模拟分析了典型箱体结构内爆冲击波传播特性,并对3种几何相似箱体内典型位置的压力峰值与冲量值进行了对比。结果表明,内爆载荷具有多峰值与作用时间长的特点,其在箱体壁板中心位置压力峰值与冲量值均满足Hopkinson爆炸相似律,但在箱体棱、角等冲击波相互影响作用区域不满足Hopkinson相似律;不同尺寸箱体角隅位置压力峰值差异大于20%,差异随着箱内结构部位的复杂度增加呈现增大趋势;角隅处冲量值与相似比条件下的计算值误差约为1%,明显小于压力峰值差异。 展开更多

关键词 爆炸力学 内爆载荷 结构内部爆炸 缩比相似律 冲击波 数值模拟 爆炸相似度

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汽车炸弹钢箱梁内部爆炸局部破坏效应分析 被引量：15

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作者 姚术健 蒋志刚 +2 位作者 卢芳云 张舵 赵楠 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第7期222-227,共6页

采用ALE(Arbitrary Lagrangian Eulerian,ALE)多物质流固耦合算法,对汽车炸弹(TNT当量200 kg^1 500kg)在双层桥梁下层桥面典型位置爆炸的局部破坏效应进行了数值模拟,研究了内爆炸冲击作用下钢箱梁的响应过程、破坏模式、破坏参数及其... 采用ALE(Arbitrary Lagrangian Eulerian,ALE)多物质流固耦合算法,对汽车炸弹(TNT当量200 kg^1 500kg)在双层桥梁下层桥面典型位置爆炸的局部破坏效应进行了数值模拟,研究了内爆炸冲击作用下钢箱梁的响应过程、破坏模式、破坏参数及其主要影响因素。结果表明:破坏模式及破坏参数与爆炸位置和TNT当量密切相关,爆炸位置对桥梁主要受力体系的受损程度影响较为明显,加劲肋对其垂直方向的破口具有约束作用,箱体对冲击波的约束效应使破坏作用加剧。合理设置加劲肋、加强重要构件和设置防爆层等措施有利于提高桥梁结构抗爆能力。 展开更多

关键词 桥梁工程 钢箱梁 汽车炸弹 数值模拟 破坏效应

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钢箱梁爆炸冲击局部破坏的数值模拟 被引量：13

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作者 蒋志刚 朱新明 +1 位作者 严波 姚术健 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第13期159-164,共6页

运用LS-DYNA非线性有限元软件,采用ALE多物质流-固耦合算法,研究了汽车炸弹(TNT当量100～500 kg)桥面爆炸冲击作用下钢箱梁的局部破坏。结果表明,钢箱梁局部破坏模式有两种:(1)桥面板和底板均破口;(2)桥面板破口,底板产生局部塑性大变... 运用LS-DYNA非线性有限元软件,采用ALE多物质流-固耦合算法,研究了汽车炸弹(TNT当量100～500 kg)桥面爆炸冲击作用下钢箱梁的局部破坏。结果表明,钢箱梁局部破坏模式有两种:(1)桥面板和底板均破口;(2)桥面板破口,底板产生局部塑性大变形。隔板的主要破坏模式为弯曲塑性大变形和破口。破坏参数随炸药当量的增加呈非线性增加。箱体内冲击波对底板、隔板的冲击作用相对较小,顶板破片的冲击作用是底板和隔板产生局部塑性大变形和破口的主要原因。 展开更多

关键词 桥梁工程 爆炸冲击 数值模拟 汽车炸弹

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多箱室结构内部爆炸损伤特性研究 被引量：10

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作者 姚术健 张舵 +2 位作者 卢芳云 陈旭光 覃金贵 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S1期87-91,共5页

运用数值仿真和模型试验验证相结合的方法,研究了多箱室结构在内部爆炸载荷作用下的损伤特性。在内爆作用下,箱体呈现出大挠曲变形、板中心冲切破口、箱体角隅处破坏、板边缘撕裂以及板近似直剪破坏等5种破坏模式。在箱室内爆模型试验... 运用数值仿真和模型试验验证相结合的方法,研究了多箱室结构在内部爆炸载荷作用下的损伤特性。在内爆作用下,箱体呈现出大挠曲变形、板中心冲切破口、箱体角隅处破坏、板边缘撕裂以及板近似直剪破坏等5种破坏模式。在箱室内爆模型试验中观测到的破坏模式与数值模拟的破坏模式吻合较好。根据量纲分析理论,提出了一个适用于内爆响应分析的无量纲数,并将无量纲数应用于内爆破坏模式的分析中,结合大量工况的数值模拟结果,得到了破坏模式的分布图和快速预测经验公式。 展开更多

关键词 爆炸力学 内部爆炸 损伤特性 破坏模式 无量纲数

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箱型结构内部爆炸破坏研究进展 被引量：7

10

作者 张舵 姚术健 +3 位作者 黄河 胡献磊 刘双全 卢芳云 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期127-141,共15页

结构内部爆炸破坏机理和规律是常规武器毁伤效能预测与评估、建筑物和舰船抗爆防护设计的重要支撑。基于结构内爆炸载荷、内部爆炸作用下结构塑性响应、内部爆炸作用下箱壁结构破坏模式、内部爆炸作用下多箱型结构破坏模式和分布四个方... 结构内部爆炸破坏机理和规律是常规武器毁伤效能预测与评估、建筑物和舰船抗爆防护设计的重要支撑。基于结构内爆炸载荷、内部爆炸作用下结构塑性响应、内部爆炸作用下箱壁结构破坏模式、内部爆炸作用下多箱型结构破坏模式和分布四个方面详细论述了箱型结构内部爆炸破坏的研究现状及存在的问题,并对内部爆炸后续研究给出了建议。建议研究并建立更加复杂的结构内部爆炸载荷和破坏效应描述模型、内部爆炸作用下箱壁的动力响应机理、多箱型结构与内部爆炸波产生的耦合效应、内部爆炸作用下结构的破坏模式和破坏范围的快速准确预测方法等。 展开更多

关键词 内部爆炸 钢箱结构 破坏模式 破坏范围 无量纲数

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爆炸载荷下双层泡沫铝动态响应和能量吸收 被引量：2

11

作者 梁民族 卢芳云 +2 位作者 李翔宇 李志斌 姚术健 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S2期236-240,共5页

对爆炸载荷下双层泡沫铝动态响应和能量吸收进行了试验和仿真研究。通过试验研究了正梯度和负梯度泡沫层组合条件下试样的压实变形特性。采用随机Voronoi技术对双层泡沫压实过程进行了数值模拟。研究结果表明:对正梯度泡沫试样依次压实... 对爆炸载荷下双层泡沫铝动态响应和能量吸收进行了试验和仿真研究。通过试验研究了正梯度和负梯度泡沫层组合条件下试样的压实变形特性。采用随机Voronoi技术对双层泡沫压实过程进行了数值模拟。研究结果表明:对正梯度泡沫试样依次压实,压实过程中吸收的能量和传递到背板的冲量最多;负梯度泡沫试样的两层泡沫前端均出现压实波,压实过程中吸收的能量和传递到背板的冲量最小;泡沫试样能量吸收能力随着梯度程度和爆炸载荷的增加而增加。本研究为层状泡沫在爆炸防护方面的应用提供参考。 展开更多

关键词 兵器科学与技术 泡沫铝 压实 能量吸收 Voronoi技术

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内部爆炸作用下钢箱结构变形规律性实验 被引量：7

12

作者 姚术健 张舵 +2 位作者 郑监 卢芳云 于大鹏 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期964-968,共5页

箱型结构内部爆炸能够造成比空爆更严重的破坏效果。本文中设计了3个边长600 mm、板厚4mm的实验试件,并分别用98.4、194.7和355.8g的TNT炸药进行了内部爆炸实验,得到了所有试件的变形特征。箱体壁板的变形都呈现向外凸出(鼓起)的特点,... 箱型结构内部爆炸能够造成比空爆更严重的破坏效果。本文中设计了3个边长600 mm、板厚4mm的实验试件,并分别用98.4、194.7和355.8g的TNT炸药进行了内部爆炸实验,得到了所有试件的变形特征。箱体壁板的变形都呈现向外凸出(鼓起)的特点,壁板中心的最终挠度随着爆炸TNT当量的增大而近似成线性增长,拟合了箱体壁板挠厚比与爆炸当量之间的经验公式。通过三维数字图像相关技术,得到了箱体壁板的动态响应过程:爆炸发生后,壁板中心最先产生向外鼓起;壁板中心随后变形增长,同时变形向四周传播;壁板中心变形达到最大值后,板的变形会产生一定量的振荡回缩。 展开更多

关键词 变形规律 数字图像相关 钢箱结构 内部爆炸

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十字开槽爆破片超高压爆破实验与仿真研究 被引量：6

13

作者 鲁寨军 王灿 +2 位作者 钟睦 姚术健 范登科 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2021年第4期14-21,共8页

为了研究爆破片在瞬态超高压作用下的破裂形态和破裂压力等动态特性,设计了一种十字开槽爆破片,并通过实验和数值仿真相结合的方法进行了研究。首先,搭建了CO_(2)爆破试验平台对爆破片进行瞬态升压加载实验,得到了爆破片的破坏形态及破... 为了研究爆破片在瞬态超高压作用下的破裂形态和破裂压力等动态特性,设计了一种十字开槽爆破片,并通过实验和数值仿真相结合的方法进行了研究。首先,搭建了CO_(2)爆破试验平台对爆破片进行瞬态升压加载实验,得到了爆破片的破坏形态及破裂压力值;然后建立了基于Johnson-Cook损伤本构的十字开槽爆破片瞬态升压破裂失效的有限元模型,对破裂失效规律进行了分析。结果表明失效模式主要为十字中心破口,破裂形态、破裂压力和破裂时间与实验结果吻合良好,相对误差在6%以内;同时对十字开槽爆破片的有效厚度、槽深、槽宽等破裂压力的影响因素进行了仿真分析,得到破裂压力随有效厚度的增加而线性增大,随槽深的增加先下降后增大,随槽宽增加而成指数函数关系增大等规律。研究成果可为瞬态超高压力作用下的爆破片设计及工程应用提供参考。 展开更多

关键词 瞬态超高压 动态特性 十字开槽爆破片 影响因素

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舰载导弹在舰载飞机着舰作用下冲击环境仿真 被引量：3

14

作者 姚术健 张舵 +1 位作者 时旺 杨清伟 《现代防御技术》 北大核心 2015年第5期230-235,共6页

采用ANSYS/LS-DYNA动力分析软件,针对大型航空母舰舰载飞机降落对航母的冲击响应过程及对其内舰载导弹的冲击环境问题进行了数值仿真分析。建立了航空母舰的1:1有限元模型,该模型主要由壳单元和梁单元组成,适用于动力分析计算。研究了... 采用ANSYS/LS-DYNA动力分析软件,针对大型航空母舰舰载飞机降落对航母的冲击响应过程及对其内舰载导弹的冲击环境问题进行了数值仿真分析。建立了航空母舰的1:1有限元模型,该模型主要由壳单元和梁单元组成,适用于动力分析计算。研究了飞机在航母甲板上起降对甲板的冲击响应过程,分析了航母导弹贮存典型位置处的冲击环境并给出了加速度谱。结果表明:飞机降落会对甲板造成较大冲击,使着舰点附近产生较大应力;监测点受到的冲击加速度较大,为了航母及导弹的安全,导弹贮存平台应设置缓冲减振装置;着舰点位置对监测点的冲击环境影响显著,因而导弹贮存平台的布置应尽量远离飞机着舰点;冲击强度从主甲板往下开始衰减迅速,而后衰减渐趋于平缓。 展开更多

关键词 航空母舰 舰载导弹 舰载飞机 冲击响应 冲击环境 数值仿真

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十字开槽正拱型爆破片爆破性能影响因素研究 被引量：5

15

作者 鲁寨军 冯书颖 +2 位作者 刘杰夫 王灿 姚术健 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2023年第4期114-121,共8页

十字开槽正拱型爆破片具有动作响应及时、抗疲劳性能良好等优点,其结构参数是爆破性能的重要影响因素,在选定材料、直径及释放口径的情况下,拱高及十字减弱槽的相关参数对爆破压力的影响值得研究。建立十字开槽正拱型爆破片的有限元模型... 十字开槽正拱型爆破片具有动作响应及时、抗疲劳性能良好等优点,其结构参数是爆破性能的重要影响因素,在选定材料、直径及释放口径的情况下,拱高及十字减弱槽的相关参数对爆破压力的影响值得研究。建立十字开槽正拱型爆破片的有限元模型,并通过动态试验验证了仿真模型的可靠性;选择合适的正交试验表格,取拱高、槽宽、槽深3个参数的5个水平进行仿真分析;通过方差分析法确定各参数对爆破压力影响的敏感性,对爆破压力的影响力大小排序依次是槽深>拱高>槽宽,分析槽深与厚度的比值及拱面曲率半径与爆破压力之间的关系,并拟合为适用于文中研究范围内十字开槽正拱型爆破片的爆破压力计算公式,该公式可用于同类爆破片的爆破压力计算。 展开更多

关键词 爆破片 敏感性分析 结构参数 爆破性能

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高压CO^(2)管道泄漏的瞬态行为数值研究 被引量：6

16

作者 鲁寨军 严利果 +1 位作者 肖程欢 姚术健 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期758-763,共6页

作为碳捕捉与封存(CCS)技术中重要的一环,高压CO2管道运输过程中极有可能发生破裂事故,导致CO_(2)的大规模泄漏,进而对周围造成一定的危害。针对CO_(2)管道泄漏的瞬态过程准确预测问题,利用用户自定义函数(UDF)和用户自定义真实气体模型... 作为碳捕捉与封存(CCS)技术中重要的一环,高压CO2管道运输过程中极有可能发生破裂事故,导致CO_(2)的大规模泄漏,进而对周围造成一定的危害。针对CO_(2)管道泄漏的瞬态过程准确预测问题,利用用户自定义函数(UDF)和用户自定义真实气体模型(UDRGM),将Span-Wagner状态方程和Lee相变模型嵌入Fluent求解器中,建立了非平衡相变数值模型。并通过与相关试验数据进行对比分析验证了该模型的准确性。在此基础上,进一步分析了小尺度泄漏模型的瞬态行为。结果表明:泄漏发生后形成的两相流加速膨胀形成马赫盘结构;出口质量流量迅速上升到32.5 kg/s,然后慢慢增加到35 kg/s左右,随后保持稳定;射流区域的温度低于环境温度,在10 ms内的最低温度接近254 K。 展开更多

关键词 安全工程 二氧化碳 管道泄漏 非平衡相变 数值仿真 二次开发

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高速列车车厢内部爆炸冲击波传播规律及载荷特性研究 被引量：1

17

作者 姚术健 马一先 +3 位作者 叶逸之 冯兴民 孙成名 史湘石 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期57-63,共7页

随着我国高速铁路的发展,高速列车遭受意外爆炸、恐怖袭击的风险不断增大。针对高速列车车厢内部爆炸问题,对车厢内部的爆炸冲击波传播规律及载荷特性进行研究。利用有限元仿真软件ANSYS/LS-DYNA建立了有窗和无窗两种列车车厢,分析了爆... 随着我国高速铁路的发展,高速列车遭受意外爆炸、恐怖袭击的风险不断增大。针对高速列车车厢内部爆炸问题,对车厢内部的爆炸冲击波传播规律及载荷特性进行研究。利用有限元仿真软件ANSYS/LS-DYNA建立了有窗和无窗两种列车车厢,分析了爆炸冲击波在车厢内的传播规律,得到了车厢内典型位置爆炸载荷及车厢底板载荷空间分布特性。结果表明:爆炸冲击波在不同类型车厢均存在多次反射,部分远距离取样点处超压峰值可能大于近距离取样点处;车厢结构形式对反射作用影响较大,无窗车厢车头部车厢底板处压力峰值和冲量分别是有窗车厢的2.16倍和2.15倍;由于反射与汇聚作用,车厢的角落处超压及冲量与周围区域相比显著提高,23 kg当量下超压可达到9.07 MPa。 展开更多

关键词 高速列车 内部爆炸 爆炸荷载 动态响应 数值模拟

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轨道车辆碰撞试验台CO_(2)相变驱动过程仿真研究

18

作者 王甲强 鲁寨军 +3 位作者 刘东润 张梓轩 李田 姚术健 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期113-124,共12页

由于现有设备条件下空气炮驱动的轨道列车碰撞试验台无法满足更高试验速度的要求,提出使用CO_(2)相变动力驱动试验车辆加速。基于质量守恒定律、能量守恒定律和CO_(2)真实气体模型,建立驱动系统做功过程数值模型;对模型求解后,通过试验... 由于现有设备条件下空气炮驱动的轨道列车碰撞试验台无法满足更高试验速度的要求,提出使用CO_(2)相变动力驱动试验车辆加速。基于质量守恒定律、能量守恒定律和CO_(2)真实气体模型,建立驱动系统做功过程数值模型;对模型求解后,通过试验验证模型计算精度;通过数值模型,对比研究空气与CO_(2)的做功性能,并分析储液缸初始压力、初始温度和驱动缸初始容积对CO_(2)做功特性的影响规律。结果表明:模型能够有效模拟CO_(2)液气相变驱动试验车做功过程;在结构条件相同且驱动工质的质量为170 kg、初始压力为20 MPa时,以CO_(2)作为驱动工质时驱动时间较空气缩短10.5%,试验车获得的末速度较空气增大21.2%;储液缸初始压力由8MPa增至20 MPa时,试验车末速度增大58.3%,加速时间减少32.2%;初始温度对驱动缸内CO_(2)相态影响较大,温度越低时,其相态越容易接近气液饱和线;驱动缸初始容积对加速时间、试验车过载和活塞所受冲击影响较大,初始容积为0.20 m3时较0.01 m3时最大过载减小23.07%,但所用时间增加20.9%。 展开更多

关键词 轨道车辆 列车碰撞试验台 CO_(2)相变 空气 气动弹射 数值模拟

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四氟乙烷弹射无人机试验及仿真 被引量：1

19

作者 王志富 姚术健 +2 位作者 鲁寨军 钟睦 王瑞峰 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第21期175-187,共13页

针对传统无人机气动弹射介质压缩空气动力不足的问题,提出使用四氟乙烷代替空气作为气动介质弹射无人机的方法。四氟乙烷安全性高、容易受热发生相变进行膨胀做功,且相比空气具有更高的比热力学能,因此具有更高的膨胀做功能力。通过弹... 针对传统无人机气动弹射介质压缩空气动力不足的问题,提出使用四氟乙烷代替空气作为气动介质弹射无人机的方法。四氟乙烷安全性高、容易受热发生相变进行膨胀做功,且相比空气具有更高的比热力学能,因此具有更高的膨胀做功能力。通过弹射试验验证了四氟乙烷用于弹射无人机的可行性,建立了以四氟乙烷为弹射介质的气动热力学数值模型,模型验证后进行了压缩空气与四氟乙烷弹射能力对比,进一步探讨了高压储气罐容积、阀门直径和低压室容积对四氟乙烷弹射无人机内弹道参数的影响,结论表明:四氟乙烷能够在毫秒级别的时间内将无人机弹射出筒,弹射能力优于压缩空气,能够完成500磅(1磅=0.453 6 kg)质量以上无人机弹射任务;注液密度一定时,随着高压储气罐容积增大,低压室压力、无人机加速度和无人机弹射出筒的速度逐渐增大,但速度增幅逐渐减小,所提算例的高压储气罐容积增大至500 L时,速度增幅接近为0,在满足指标的前提下,减小高压储气罐容积能降低低压室内压力峰值和温度峰值,可保证弹射安全;对于特定的弹射系统,阀门存在一个极限释放直径,超过该直径,无人机弹射速度将不再增加,只会增加加速度峰值;其他参数不变的情况下,适当增大低压室的容积可以有效降低无人机的加速度峰值,且无人机出筒时速度降低较少。 展开更多

关键词 四氟乙烷 无人机 气动弹射 高比热力学能 弹射系统结构参数

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