野战环境下便携式防爆墙抗爆性能研究

摘要

本文针对野战环境下弹药堆垛存储过程中的安全防护现状，对野战环境下便携式防爆墙在爆炸冲击波、破片和聚能射流三种毁伤元作用下的抗爆性能进行了研究，以期为我军的演习训练及在实战中的弹药堆垛安全防护提供一定参考。主要研究内容如下:
　　(1)阐述了研究野战环境下便携式防爆墙抗爆性能的背景和意义，分析了野战环境下与防爆墙抗爆研究相关的三种毁伤元的形成与作用原理，总结了弹药爆炸的条件和起爆判据。
　　(2)通过爆炸相似率建立缩比模型，对爆炸冲击波在便携式防爆墙作用下的绕射规律进行研究，研究了不同装药量、不同尺寸厚度、不同爆距对墙后绕射超压分布的影响，得到了不同情况下墙后绕射超压的分布规律，并在上述仿真结果的基础上，对墙后弹药进行了爆炸载荷作用下的动力学仿真，得到了弹丸在爆炸载荷作用下的压力曲线。
　　(3)在研究便携式防爆墙抗破片侵彻时，首先对130mm杀爆榴弹进行了静态爆炸仿真研究，数值仿真得到了破片场的质量分布、初速分布和飞散角，然后在静态爆炸仿真结果的基础上，对填充不同介质、不同尺寸厚度防爆墙抗破片侵彻进行了数值模拟，得到了破片对不同填充介质和不同尺寸厚度防爆墙的侵彻深度。最后分析了破片剩余速度对弹药堆垛安全性的影响。
　　(4)在研究便携式防爆墙抗杆式射流侵彻时，对便携式防爆墙抗杆式射流侵彻作用进行了数值模拟，得到了填充不同介质和不同尺寸厚度便携式防爆墙对降低杆式射流速度的作用效果，并对杆式射流穿透防爆墙后的剩余速度进行了后效作用分析。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1．2 课题研究的目的及意义

1．2 国内外研究概况

1．2．1 侵彻与冲击研究的发展

1．2．2 便携式防爆墙受冲击侵彻的研究发展

1．3 本文的主要研究工作及章节安排

2 战场环境下毁伤元分析及毁伤理论

2．1 破片形成与侵彻相关理论

2．1．1 破片生成机理及相关参数

2．1．2 破片侵彻相关理论

2．2 爆炸载荷效应的基本理论

2．2．1 爆炸冲击波的形成与传播

2．2．2 近地爆炸冲击波的主要参数

2．2．3 爆炸冲击波的反射、绕流和透射

2．3 杆式射流对土壤介质的开孔机理研究

2．3．1 杆式射流对土壤的侵彻过程分析

2．3．2 模型理论分析

2．4．1 炸药的起爆和感度

2．4．2 引起弹药爆炸的各种因素分析及判据

2．5 本章小结

3 便携式防爆墙对爆炸冲击波衰减作用的研究

3．1 仿真模型的确定及仿真软件的选择

3．1．1 材料模型

3．1．2 建模分析

3．2 TNT近地空气爆炸数值模拟结果分析

3．2．1 爆炸冲击波在近地爆炸中的传播规律

3．2．2 经验计算结果与仿真结果的对比

3．3 防爆墙结构模型的相似律

3．3．1 防爆墙结构模型的量纲分析及相似理论

3．3．2 爆炸相似率验证

3．4 爆炸冲击波在防爆墙作用下传播的数值模拟及绕射规律研究

3．4．1 有限元模型的建立

3．4．2 不同爆距同一装药量条件下防爆墙墙后绕射超压的数值模拟

3．4．3 不同装药量同一爆距条件下防爆墙墙后绕射超压的数值模拟

3．4．4 不同尺寸墙厚对防爆墙墙后绕射超压的影响

3．4．5 便携式防爆墙防冲击波衰减规律研究

3．5 爆炸载荷作用下墙后弹药安全性分析

3．5．1 有限元模型

3．5．2 结果分析

3．6 本章小结

4 便携式防爆墙抗高速破片侵彻研究

4．1 AUTODYN软件的选取

4．2 爆炸驱动产生自然破片的有限元分析

4．2．1 三维弹丸模型的建立及网格划分

4．2．2 材料模型和参数设置

4．2．3 仿真结果处理

4．3 自然破片对防爆墙的侵彻仿真分析

4．3．1 破片对防爆墙侵彻仿真模型建立

4．3．2 破片对防爆墙的侵彻结果分析

4．4 破片剩余速度对墙后弹药安全性分析

4．4．1 有限元模型

4．4．2 仿真结果与分析

4．5 本章小结

5 便携式防爆墙对聚能杆式射流衰减的研究

5．1 软件的选取

5．2 仿真模型的建立

5．2．1 材料模型和参数

5．3．2 有限元模型的建立

5．3 杆式射流在防爆墙中衰减规律的数值仿真

5．3．2 土壤靶板破坏形态分析

5．3．3 杆式射流在防爆墙中衰减规律的仿真计算结果

5．4 射流侵彻防爆墙后效分析

5．4．1 有限元模型的建立

5．4．2 结果分析

5．5 本章小结

6 结论与展望

6．1 全文总结

6．2 下一步工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的成果

致谢