摘要：自锁吸能系统可无需外加约束而避免元件在冲击荷载下的横向飞溅,具有广阔的应用前景。然而,已有自锁吸能系统大都只在特定方向具有自锁稳定性,构型复杂且造价昂贵,或截面形状特殊,不便拆装,制约了应用和推广。为此,该文提出了一种新型的多向自锁能量吸收系统,由具有双叉戟状横截面的薄壁管组成,拆装方式灵活便捷。当系统受冲击时,管件的管槽限制了相邻主体管的位移,使管件系统在空间多个方向的冲击载荷下,均可实现自锁,并且充分变形,稳定吸能。通过有限元分析,系统考察了双叉戟单管的几何参数效应以及阵列轮廓尺寸对系统吸能特性的影响。相较于已有的自锁系统,该文发展的双叉戟自锁吸能系统具有更优异的吸能特性。

摘要：为研究长期强碱-热作用下高庙子钠基膨润土膨胀力的劣化效应,针对内蒙古兴和县高庙子钠基膨润土,设计了24组试验,试验条件为:NaOH浓度为0.5mol/L,碱-热温度为25、90、150、210℃,时长为2、4、6、8、10、12个月。对碱-热处理后的膨润土进行X射线衍射(XRD)试验,采用自制膨胀仪对初始干密度为1.7 g/cm^(3)的膨润土试样进行恒体积膨胀力试验,渗透介质为蒸馏水,结果表明:(1)随着碱-热时长及温度的提高,蒙脱石含量、最大膨胀力和水化反应时长均减小;(2)径向与竖向最大膨胀力的比值为0.5左右,与碱-热条件无关;(3)基于膨胀力损伤因子和老化时长缩减因子建立膨胀力随时间演化的调动函数,该模型较好地预测了各碱-热环境下膨胀力时程曲线;(4)损伤增量由碱-热温度或时长下的损伤速率决定,温度会促进膨胀力劣化效应。

摘要：以贵阳地铁二号线阳明祠单拱大跨地铁车站为背景,对上软下硬复合地层初支拱盖法施工力学特性进行研究,通过开展相似比为1︰50的室内模型试验,结合有限元极限分析法,对比分析不同工况下初支拱盖施工过程中围岩变形规律以及拱盖结构极限承载能力,研究结果表明:(1)拱盖能够有效抑制围岩及初支变形,特别是隧道下部开挖阶段;(2)合适的拱盖施做时机能够保证各施工步序转换过程中围岩及支护变形的平稳发展;(3)拱盖拱脚处围岩强度及隧道下部(边墙和底板)支护结构是决定拱盖承载能力的关键;(4)有限元极限分析法所得结果与室内试验结果吻合较好,可以作为室内试验的补充分析。研究成果可为初支拱盖法的设计及施工提供理论指导。

摘要：为研究圆柱体弹丸超高速撞击薄板的碎片云特征,基于仿真软件AUTODYN-3D的光滑粒子流体动力学(SPH)方法,模拟圆柱体弹丸不同长径比、不同攻角条件下超高速撞击薄板的过程。设圆柱体弹丸撞击速度为5 km/s,长径比分别为0.5、1.0、2.0、4.0,攻角为15°~75°,数值模拟结果分析表明:圆柱体弹丸超高速斜撞击薄板形成的碎片云中,大部分是小质量碎片;大碎片的质量和动能占比较大,是造成后墙损伤的主要原因。同时,当弹丸长径比为0.5和1.0时,15°攻角下的碎片云侵彻能力最弱;长径比为2.0和4.0时,75°攻角下的碎片云侵彻能力最弱。研究结果可为航天器防护结构设计优化提供参考。

摘要：为了提高隧道掘进爆破中炮孔的堵塞效果,利用铝管在爆炸作用下膨胀的特性设计了一种堵孔装置,然后通过动态应变仪测量堵孔装置膨胀撞击钢管的环向应变,通过万能试验机对模拟炮孔中的爆炸堵孔装置进行单轴压缩脱模,通过高速摄影记录水泥墩的爆破过程,从而评估爆炸堵孔装置的堵塞效果。结果表明:钢管在爆炸堵孔装置膨胀撞击下产生的环向应变峰值达到0.02,说明爆炸堵孔装置膨胀冲击孔壁的作用力较大,有利于堵孔装置与孔壁贴合;爆炸堵孔装置与孔壁贴合后的抗压强度为4.1~5.5 MPa,抗剪强度为0.49~0.66 MPa,远大于常规炮泥的抗剪强度(0.09 MPa),其在实际使用中与炮泥配合使用,能有效抑制炮泥运动。采用传统炮泥进行堵塞的水泥墩出现冲孔,爆破后的水泥墩未出现破坏;采用爆炸堵孔装置进行堵塞的水泥墩未出现冲孔,堵孔装置在孔口产生裂纹后才被冲出,爆破后的水泥墩最终裂成三部分。因此,爆炸堵孔装置可大幅改善堵孔效果,从而发挥爆生气体的破岩作用,并有效增强了抛掷作用,对改善隧道掏槽眼的爆破效果具有重要意义。

摘要：低地球轨道航天器易受到微流星体及空间碎片的超高速撞击。相较于正撞击,斜撞击现象更加普遍、更具研究价值。文章采用Autodyn-3D数值模拟软件,利用光滑粒子流体动力学(smooth particle hydrodynamics,SPH)方法,模拟Al2017-T4球形弹丸超高速斜撞击Al2A12薄板的过程,开展弹丸撞击速度为3~6 km/s、撞击角度为0°~60°时的撞击特征仿真分析。结果表明:撞击角度对碎片云形貌与几何尺寸,以及穿孔大小和形状特征有显著影响;当撞击角度为30°~45°时会发生滑弹反溅现象,造成弹丸侵彻能力下降。研究结果可为超高速撞击防护结构的设计和改进提供支持。

摘要：为探讨混凝土板在低速冲击作用下的破坏效应,利用落锤试验机对6组混凝土板进行试验研究,分析了不同冲击速度、混凝土板强度和长厚比对混凝土板冲击破坏效应的影响;采用高速摄像机记录了各个试件在冲击过程中裂缝的发生、发展直至破坏的全过程。试验表明:在冲击荷载下混凝土板的裂缝分布随冲击速度的提高向冲击点局部集中有明显趋势,在较高能量下混凝土板在冲击点附近发生冲切破坏;并且基于试验现象推导了考虑板结构整体变形的冲击力计算方法,与试验结果对比可知,该计算方法结果偏差在25%以内,该计算方法合理。

摘要：为分析TiB2-B4C复合陶瓷的静动态力学性能及添加剂TiB2的影响机制,设计了静动态压缩实验和平板撞击实验,开展了复合陶瓷在不同应变率下的动态压缩特性研究。结果表明:一维应力波加载下TiB2-B4C复合材料具有陶瓷材料的脆性特征,应力-应变曲线呈典型的线性关系;由一维应变加载下试样的自由面速度历程可知,复合材料的Hugoniot弹性极限在14.98~16.91 GPa之间,且随着应变率的增加而增加;应变率低于103s-1时,TiB2-B4C复合材料的动态压缩强度高于单相B4C和单相TiB2陶瓷,且具有正相关的应变率敏感性,复合材料强度的提升得益于微观结构的改善,而应变率敏感性主要受添加剂TiB2的强化增韧媒介影响;然而,应变率高于104s-1时,TiB2-B4C复合材料的Hugoniot弹性极限接近基体B4C陶瓷,而受添加剂TiB2的影响较小。

摘要：强地震荷载作用下,P波(纵波)对土体的作用不可忽略。然而,传统的采用单向振动分析循环荷载作用下土体动力特性的方法往往忽略了纵波对土体动力稳定性的影响。为研究高应力条件下尾粉砂的动力特性,采用双向激振循环荷载模拟地震荷载,开展一系列不同围压、不同动剪应力比CSR,以及不同固结应力比K_(c)(简称固结比)条件下的双向振动三轴试验。结果表明:在双向激振循环荷载作用下,等压和偏压固结时,饱和尾粉砂试样均存在转折累积塑性变形ε_(tp);随着动应力幅值的增大,ε_(tp)与等压固结时的振次呈线性负相关,与偏压固结时的振次呈线性正相关;尾粉砂的累积动孔压比增长曲线具有明显的阶段性,围压对尾粉砂累积动孔压比增长曲线的形态具有显著影响。围压相同时,动剪应力比、固结应力比的改变对累积动孔压比增长曲线的形态影响不大。随着围压的增大,在等压和偏压固结条件下,尾粉砂的累积动孔压比增长曲线均有两种模式(3或4个发展阶段);当累积动孔压比增长曲线为3个阶段时,等压和偏压固结条件下,曲线形态具有一定的差异;当累积动孔压比增长曲线为4个阶段时,等压和偏压固结条件下,曲线形态基本相同。同时,通过分析试验结果,提出尾粉砂在高应力条件下考虑多因素时的累积孔压增长模型,并得到等压固结和偏压固结时该模型的两种表现形式。研究成果可以为尾矿坝的抗震加固设计提供一定的参考。

摘要：为了得到综合管廊燃气仓在内爆炸作用下冲击波的衰减规律,通过LS-DYNA有限元软件,建立了典型三仓室综合管廊模型,模拟了燃气仓在不同爆炸荷载下的内爆炸情况。获得了管廊的破坏模式、燃气仓内空气中心线各点的超压时程曲线以及超压峰值曲线。结果表明:炸药量对燃气仓影响较大,对电力仓影响不大;在燃气仓内,随着炸药药量的增大,各点在同一爆炸荷载下的超压曲线线型与超压峰值差距越大;在不同爆炸荷载下,各点冲击波超压峰值的最大值在距离爆炸中心2~5 m之间,在距离爆炸中心10 m处,冲击波超压峰值衰减至1 MPa以下;各点冲击波超压峰值曲线随着与爆炸中心距离的增大表现出先增大后减小的趋势,其中当炸药药量为10 kg时,燃气仓内各点冲击波超压峰值曲线出现了波动,这与管廊内部墙板裂缝的出现有关。