多孔聚氨酯基复合削爆屏障的防护性能 |
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引用本文: | 周颖,黄广炎,王涛,解亚宸,张旭东.多孔聚氨酯基复合削爆屏障的防护性能[J].爆炸与冲击,2023(10):138-151. |
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作者姓名: | 周颖 黄广炎 王涛 解亚宸 张旭东 |
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作者单位: | 1. 北京理工大学机电学院;2. 北京理工大学重庆创新中心;3. 奥卓新材料有限公司 |
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基金项目: | 国家自然科学基金(11772059);;国家重点研发计划(2017yfc0822304); |
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摘 要: | 针对削弱爆炸恐怖袭击危害这一公共安全领域的热点难题,开展新型削/防爆结构的研究刻不容缓。聚氨酯泡沫具有密度低、微观结构易设计、在爆炸载荷作用下不会产生二次杀伤性破片等优点,在新型削爆结构方面具有良好的应用前景。基于削弱爆炸危害的研究背景,搭建了定向冲击波流场装置对聚氨酯平板进行爆炸加载实验,并通过流固耦合数值模拟对实验进行了验证。在此基础上,利用已验证的模拟方法针对聚氨酯(polyurethane, PU)、水体环形复合屏障面向内爆炸载荷的削弱效应进行了模拟分析。以屏障的总体积相等作为设计前提,对比了PU/水、水、水/PU这3种屏障的冲击波削弱性能,并分析了聚氨酯密度对性能的影响规律。结果表明:削爆屏障的存在迫使冲击波发生反射、绕射、透射以及波与波之间的相互作用。相比于纯水屏障,PU/水屏障在自重下降32%的同时,依然能够有效削减冲击波峰值(可达13.3%),主要利用了内侧聚氨酯波的低阻抗来降低冲击波的反射强度。
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关 键 词: | 多孔聚氨酯泡沫 削爆屏障 爆炸冲击 冲击波削弱 |
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