冲击载荷作用下岩体破坏规律的数值流形方法模拟研究

为了更好地模拟岩体这种典型的连续与非连续介质共存的复杂结构体在冲击载荷作用下的破坏规律,在近年来新出现的数值流形方法基本理论的基础上,利用其算法程序对岩体中存在的不连续面如节理、裂隙等对岩体破裂效果的影响进行了数值模拟分析,计算结果充分显示了数值流形方法在模拟这类问题中的准确性和有效性。     

冲击载荷下混凝土动态力学性能研究进展

系统总结了国内外研究者在混凝土动态抗压强度、抗拉强度和平板冲击实验研究方面所取得的最新进展,在此基础上分析了适用于冲击问题的混凝土本构模型的构建要素。对有代表性的用于数值模拟冲击问题的几个混凝土本构模型,如J-H模型、Forrestal模型、RHT模型和Malvar模型等。从极限面、状态方程以及损伤的定义及其演化等方面进行了深入分析,据此分析总结了混凝土动态本构模型的研究状况及发展趋势。     

低温冲击压缩实验中的装置与测试技术

一种改进的低温靶系统,包括低温靶体,超冷气流发生器及其控制器,气泡沸腾状态监控仪和阳极化铝冲击波同轴探测器,已经成功地引入基于二级轻气炮的低温冲击压缩实验.详细地剖析了其中的几种专用部件,讨论了相应的实验方法.最后,为了验证该系统,将液体CO2单质样品一次冲击压缩到22～60GPa(220～600 kbar)得到的Hugoniot数据与早先的实验结果进行比较.结果表明,改进后的低温靶系统结构合理、简单,操作安全,功能较多,成本较低.同时,利用本系统获得的液体CO2样品的冲击压缩数据精度高,重复一致性更好.很容易推广到凝点在300～77K范围内其它简单分子物质的冲击压缩实验.甚至有可能用于液氦(4K)或液氢(20K)温区的冲击压缩实验.     

A three-dimensional Eulerian method for the numerical simulation of high-velocity impact problems

In the present paper, a three-dimensional （3D） Eulerian technique for the 3D numerical simulation of high-velocity impact problems is proposed. In the Eulerian framework, a complete 3D conservation element and solution element scheme for conservative hyperbolic governing equations with source terms is given. A modified ghost fluid method is proposed for the treatment of the boundary conditions. Numerical simulations of the Taylor bar problem and the ricochet phenomenon of a sphere impacting a plate target at an angle of 60~ are carried out. The numerical results are in good agreement with the corresponding experimental observations. It is proved that our computational technique is feasible for analyzing 3D high-velocity impact problems.     

结构力学的动态不稳定性

在本回顾性文章中,作者着重论述在结构的稳定性和超临界行为中需要采用动力学方法进行分析的问题．它们包括以下的动态不稳定性：（１）参数激励振动;（２）在冲击载荷下的结构响应;（３）空气－弹性和流体－弹性诱发的动态不稳定性;（４）在所谓随动力作用下的结构响应;（５）输气或输液管道的不稳定性;（６）转子由于转动摩擦或有关因素引起的不稳定性;（７）旋涡诱发的不稳定性;（８）构件的断裂作为一类动态不稳定性．本文的重点放在早期发展历史、开拓性的研究和基本概念,尤其是那些在过去产生过争论但至今在某些方面仍有启发性的题材．与此同时,还讨论一些新近结果和未来研究展望．     

带有哑铃状扁平形试件的杆杆型冲击拉伸试验系统的三维弹塑性有限元分析

对带有哑铃状扁平形试件的杆杆型冲击拉伸试验系统,建立了含有个物理和几何间断面（包括内部交界面）的三维弹塑性有限元模型,采用动态增量非线性有限元程序ＡＤＩＮＡ对该模型进行了数值分析。在弹塑性框架内初步论证了杆杆型冲击拉伸试验装置一维测试原理有效性及其近似成立的条件,并与文献「１」进行了比较。     

外力冲击二级隔离系统参数设计DEM研究

提出了外力冲击的二级隔离系统的ＤＥＭ模型。计算机仿真研究了冲击持续时间及具体波形与隔离系统的动态特性的关系,同时也研究了系统的非线性对系统动态性能的影响。为外力冲击的二级隔离系统的参数设计提供了一种新方法。     

花岗岩单轴冲击全程本构特性的实验研究

利用分离式霍普金森压力杆(SHPB) 装置测试了大量花岗岩的单轴冲击本构关系。结果表明:花岗岩的冲击应力应变曲线峰前具有明显的跃进性,但在初始阶段一般都能够较好地近似为直线,直线的斜率与加载速率没有明显的相关性;峰后既有Ⅰ类曲线也有Ⅱ类曲线,表现出较大的离散性。花岗岩的应力应变曲线有时还能表现为递减硬化和递增硬化的特性。     

一种用于电阻型超导限流器新型结构的第二代高温超导带材

电阻型超导故障限流器(R-SFCL) 结构简单、 限流效果好等优点, 在电力系统中具有广阔的应用前景. 超导故障限流器的发展经历了实验级、 配电级、 输电级样机研制等阶段. 随着超导限流器容量不断攀升, 由于单根材料性能的限制, 不可避免在系统中会采用大量的串并联方式. 带材的临界电流和耐瞬态冲击能力决定着一个限流器在额定电流通流下和过流冲击下的并联支路数. 带材的失超电阻决定着一个限流器在一定故障电流抑制率下的串联支路数. 通过分析目前 REBCO 超导带材的参数和典型的限流器设计参数, 发现了超导带材电流和耐过流冲击相差近3 倍的关系. 本文提出了一种宽的不锈钢封装窄的超导带结构, 目的是让不锈钢的宽度与超导带材的宽度保持在3 倍的关系, 以贴合部分限流器的需求. 经过测试, 结果显示低成本新结构的超导带材瓶颈性能保有原结构带材的91 .3% , 成本下降一半, 这对未来电阻型超导限流器成本的降低来说是一个非常好的选项.     

冲击压缩下金属钯的结构相变

钯作为典型高压标定材料,研究其在极端条件下的结构变化以及热力学性质具有广泛需求并充满了挑战,特别是冲击加载下钯的固-固相变过程研究仍然匮乏.本文基于嵌入原子势,使用经典分子动力学方法从原子角度揭示了冲击载荷加载下钯的结构相变路径,在0—375 GPa的压力区间观察到一系列复杂的结构转变特征,从初始的面心立方(FCC)结构,至带密排六方(HCP)结构的层错体心立方(BCC)结构,直至完全熔化.在沿<100>晶向冲击下,在70.0 GPa发现了FCC-BCC相变过程,远低于之前研究中静高压的结果.此外,还发现了冲击方向依赖的相变点,在沿着<110>及<111>晶向冲击时FCC-BCC相变压力分别增加至135.8和165.4 GPa,同时相比完美晶体,引入缺陷会使FCC-BCC相变压强值有20—30 GPa的增幅,并通过势能分布的分析予以验证.本文发现冲击加载下钯的FCC-BCC相变压力大大降低的特殊现象,为钯在高压实验等极端条件下的应用提供了新的理论认识.