為了分析圓柱形爆炸容器內(nèi)爆炸載荷的分布規(guī)律,利用LS-DYNA軟件對爆炸容器的內(nèi)爆轟場進行了數(shù)值模擬研究,并探討了圓筒高徑比（H/D）、端蓋短軸與長軸比（a/b）以及端蓋形式對端蓋處爆炸載荷的影響。結(jié)果表明,沖擊波會在端蓋壁面上形成二次沖擊波和二次馬赫反射波,使得端蓋中心點的壓力遠大于爆心環(huán)面上的壓力。隨著H/D的增加,端蓋中心點的超壓峰值和比沖量會越來越大,當H/D=1.5時達到最大;隨著a/b的增加,端蓋對沖擊波的匯聚效應更加明顯,導致端蓋中心的超壓峰值和比沖量顯著增大;對于平板封頭的圓柱形爆炸容器而言,高徑比H/D的增加有利于減小端蓋處的反射超壓和比沖量,但是拐角點會成為新的危險點。 

【文章來源】：振動與沖擊. 2020,39(18)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圓柱形爆炸容器的數(shù)值模型

爆炸試驗設置情況如圖2所示:爆炸容器外殼厚度為22 mm,內(nèi)徑為800 mm,圓筒部分的高度為1 220 mm。上下端蓋均為橢球蓋(長短軸之比為2 ∶1),分別采用法蘭、焊接的方式與圓筒連接。實驗時在圓筒的側(cè)壁共設置了P1、P2、P3、P4四個測點來測試壁面的反射超壓,其中P1點位于容器1/2高度,每兩個測點之間的高度差均為150 mm。傳感器選擇CY-YD214T型壓電傳感器,量程0～30 MPa,靈敏度9.52 PC/0.1 MPa,工作溫度-40～150 ℃,適合密閉容器內(nèi)的爆炸壓力測量。圓柱形爆炸容器的內(nèi)爆實驗在野外實驗室進行,爆炸容器通過八根地腳螺栓固定在實驗臺上,試驗臺周圍有1 m寬的隔震溝,來減小爆炸震動,降低危害效應。實驗時TNT炸藥位于爆炸容器的幾何中心,爆炸過后,通過頂部的泄壓閥將有毒氣體排出實驗室。橢球端蓋與圓柱筒通過法蘭連接,兩片法蘭之間安裝密封墊,采用螺栓緊密固定后,保證整個爆炸容器的密閉性。

數(shù)值模擬和實驗得到的爆炸沖擊波壓力時程曲線的對比情況如圖3(a)所示。數(shù)值模擬中沖擊波上升沿與實驗結(jié)果比較吻合,但是正壓作用時間與實驗結(jié)果有微小誤差,為了定量的描述二者之間的誤差,對壓力在正壓作用時間內(nèi)積分得到比沖量,如圖3(b)所示�？梢灾庇^的看到,實驗點基本上都落于斜率為1的實線和斜率為0.8的虛線之間,表明比沖量的實驗值更小,誤差基本上在20%以內(nèi)。所以從沖擊波的峰值、正壓作用時間和比沖量三方面總體來看,數(shù)值模擬和實驗的結(jié)果吻合程度還是比較好的,因此利用本文中建立的數(shù)值模型,能夠很好的反應容器內(nèi)爆炸載荷的作用過程。2 圓柱形爆炸容器內(nèi)壁超壓分布

【參考文獻】：
期刊論文
[1]球形爆炸容器內(nèi)炸藥爆炸形成的準靜態(tài)氣體壓力[J]. 劉文祥,張德志,鐘方平,程帥,張慶明.  爆炸與沖擊. 2018(05)
[2]不同曲率彎曲巷道爆炸沖擊波傳播特性數(shù)值模擬研究[J]. 呂鵬飛,龐磊.  中國安全生產(chǎn)科學技術(shù). 2016(12)
[3]長方體密閉結(jié)構(gòu)內(nèi)爆炸沖擊波傳播與疊加分析模型[J]. 楊亞東,李向東,王曉鳴.  兵工學報. 2016(08)
[4]立式柱形鋼儲罐內(nèi)部爆炸數(shù)值模擬及動力響應分析[J]. 龐崇安,王震.  爆破. 2015(02)
[5]封閉空間內(nèi)爆炸沖擊波超壓計算模型及分布特性研究[J]. 柏小娜,李向東,楊亞東.  爆破器材. 2015(03)
[6]炸藥在密閉空間中爆炸準靜壓的計算方法[J]. 李鴻賓,金朋剛,嚴家佳,王建靈.  火工品. 2014(01)
[7]艙室在爆炸沖擊載荷作用下的結(jié)構(gòu)毀傷研究[J]. 宋貴寶,蔡滕飛,李紅亮.  科學技術(shù)與工程. 2014(03)
[8]密閉空間內(nèi)爆炸縮比相似模型研究[J]. 楊亞東,李向東,王曉鳴,張劉成,張馬莉.  振動與沖擊. 2014(02)
[9]拱頂鋼儲罐內(nèi)部蒸氣云爆炸沖擊荷載的數(shù)值模擬[J]. 王震,胡可,趙陽.  振動與沖擊. 2013(20)
[10]起爆位置偏差對結(jié)構(gòu)內(nèi)爆炸荷載的影響分析[J]. 寧鵬飛,唐德高.  浙江大學學報(工學版). 2012(12)



本文編號：3277794