简介:采用显式动力分析软件LS-DYNA,对内部近距离化爆作用下花岗岩洞室的损伤破坏过程进行了数值模拟,考虑了炸药空气结构之间的流固耦合作用以及花岗岩材料本构模型的高应变率、高静水压和损伤效应。结果表明,在内部近距离爆炸冲击作用下,该洞室围岩损伤具有时空特征与结构层次特征:首先,爆心截面附近岩石受压产生材料损伤,损伤范围随装药量的增加逐渐增大;其次,爆炸冲击波在洞室端部会聚,反射超压显著增大,引起该处岩石的材料压缩损伤;最后,随着洞室侧壁位移与端部位移的先后增大,在侧壁与端部交界处产生撕裂,在侧壁形成平行于轴向的裂缝,且随着药量的增加,两处裂缝将逐渐扩展、贯通,结构破坏风险随之增大。本工作可为硬岩中抗爆结构设计及相关工程建设提供借鉴与参考。
简介:在场致发射电流的作用下,场致爆炸发射阴极表面的微凸起会产生焦耳加热、热传导等热电物理现象,场致发射电流密度与阴极表面微凸起顶部的温度之间相互影响,两者之间的作用关系是高度非线性的.用数值方法研究了在不同外加宏观电场条件下具有不同顶底半径比微凸起的热效应问题.研究结果表明,当微凸起顶底半径比值不同时,微凸起的微观电场增强因子也不同,当微凸起顶部温度达到阴极材料的熔点时,微凸起内部温度分布差异显著;当外加宏观电场相同时,微凸起的顶底半径比越小,爆炸发射延迟时间越短.对于某个顶底半径比确定的微凸起而言,爆炸电子发射延迟时间随外加宏观电场强度的减小而成指数规律增长.
简介:采用LS-DYNA有限元软件对某地下钢管道-混凝土-围岩结构的抗爆炸冲击响应进行了数值模拟。对混凝土结构模拟采用Holmquist模型、Malvar模型和RHT模型;对花岗岩结构的模拟则根据实测数据拟合了Holmquist模型参数。理论分析比较了3个模型的特点,并结合实际工况要求得出结论:1)Holmquist模型和Malvar模型、RHT模型均能较好地模拟混凝土结构在爆炸载荷下的损伤效应,但Holmquist模型更适用于模拟压缩损伤,后两个模型模拟拉伸损伤更为合理;2)须根据实际工况和工程目标对各模型预测的损伤分布结果进行判定、取舍,获得更为准确信息;3)对混凝土材料性质未知或知之甚少的典型工况,可使用多个本构模型进行数值模拟对比分析,能够快速、全面地把握结构响应特征。
简介:推导了考虑爆炸产物发生化学反应时,约束空间内准静态压力的计算公式.以TNT炸药发生约束爆炸为例,分析了不同药量体积比下爆炸产物的化学反应动力学过程.编写了计算TNT炸药约束爆炸后准静态压力的程序,将程序计算结果与实验测量结果和ConWep程序计算结果进行对比,验证了计算方法的准确性,证明了爆炸产物发生化学反应对约束爆炸准静态压力有重要的影响.考虑爆炸产物发生化学反应对压力的影响,利用LS-DYNA对TNT炸药在一长方体药室内的爆炸进行了数值模拟,模拟结果表明,考虑爆炸产物发生化学反应时,药室会出现局部塑性应变与应力集中现象,最大塑性应变达到0.8‰.
简介:目的:水合物沉积物开采过程是一个热。水.力.化多场耦合过程,该过程包含了不同土层间的热对流、压缩引起的局部变形以及胶结结构破坏引起的应力松弛。不适当的开采会引起出砂、塌孔等破坏问题。本文旨在建立天然气水合物沉积物多场耦合计算模型,以量化由开采引起的地质灾害风险。创新点:1.通过GOMSOLMultiphysics实现水合物开采过程多场耦合有限元控制方程的计算:2.建立的模型考虑变形.渗流双向全耦合过程。方法:1.通过理论推导,给出开采天然气水合物过程模拟的控制方程;采用偏微分方程模块实现除力学之外其他物理场的耦合计算;采用结构力学模块实现变形计算。2.通过与试验数据进行比较验证模型的可靠性。3.通过对比全耦合模型与半耦合模型,分析双向耦合对水合物开采过程中沉积物物理力学行为的影响。结论:1.所建立模型能够精确模拟水合物开采过程中沉积物的物理力学行为。2.当考虑压缩对渗流的影响时,由于孔隙率的降低,计算得到的水合物分解速度要小于不考虑该影响时的速度。3.由于存在层间对流效应,非均质模型计算得到的水合物分解速度要快于均质模型。