大当量空中爆炸超压的模拟与修正(3)
2)为了验证式(2.9)和(2.12)的可靠性,建立6 t的炸药模型,拟合得到图9的对比曲线,结果可见:(a)公式(2.9)可以很好的反映模拟结果,说明该函数具有普遍适用性;(b)利用公式(2.12)修正后的结果与经验公式平均值吻合程度较高,说明了该修正系数函数是可靠的。
3)为了验证式(2.9)和(2.12)的可靠性,建立6 t的炸药模型,拟合得到图9的对比曲线,结果可见:(a)公式(2.9)可以很好的反映模拟结果,说明该函数具有普遍适用性;(b)利用公式(2.12)修正后的结果与经验公式平均值吻合程度较高,说明了该修正系数函数是可靠的。
curve图9.对比曲线
4)综上所述,修正后的冲击波通用超压函数表达式可归纳如式(2.13)。为了在实际中应用方便,直接采用式(2.9)计算数值模拟值,避免繁琐的分析过程及对人员素质要求过高等问题;以式(2.13)计算修正后的超压值,避免采用不同经验公式计算引起的偏差。
4.结论
通过上述对大当量TNT 爆炸冲击波的超压分析,可得以下结论:
1)不同的经验公式因为提出的背景、环境有差别,数据之间的差距较大,其中Mills 公式值最大,Henrych 公式值最小。
2)运用LS-DYNA软件建立大当量TNT炸药在空气中爆炸的模型,得出数值模拟值比经验公式值小,如果仅以模拟解进行结构抗爆设计,存在低估爆炸威力的风险,但是可作为抗爆设计的下限参考值。
3)通过不同工况的模拟值,拟合得到通用超压函数表达式(2.9),可以直接计算数值模拟结果,避免工程应用中繁琐的建模分析过程及对人员素质要求过高等问题;通过修正模拟值,归纳出通用修正超压函数表达式(2.13),该公式避免了不同经验公式计算引起的偏差,更好的指导结构针对大当量炸药的抗爆设计。
[1]李忠献,任其武,师燕超,等.重要建筑结构抗恐怖爆炸设计爆炸荷载取值探讨[J].建筑结构学报,2016,37(3):51-58.
[2]李宝岩,戴智涵.大当量TNT 自由空气爆炸数值模拟研究[C]//第26 届全国结构工程学术会议论文集(第III 册).北京:工程力学杂志社,2017:96-100.
[3]石少卿,康建功,汪敏,等.ANSYS/LS-DYNA 在爆炸与冲击领域内的工程应用[M].北京:中国建筑工业出版社,2011:18-22.
[4]李翼祺,马素贞.爆炸力学[M].北京:科学出版社,1959:259.
[5]李晓勇,崔村燕,陈景鹏.LS-DYNA软件开展爆炸冲击波计算时需考虑的问题[J].装备学院学报,2014(4):79-84.
[6](2006)LS-DYNA Keyword User’s California:Livermore Software Technology,Corporation.
[7]Larcher,M.(2007)Simulation of the Effects of an Air Blast Wave.JRC Technical Note,Institute for the Protection and Security of the Citizen.
[8]Zhou,T.,Yuan,B.-H.and Liang,Z.-F.(2006)Experimental Study of Jet Initiation of Shield Journal of Explosives &Propellants,29,10-13.
[9]吴媛媛,宋振森.挡墙后爆炸冲击波绕流现象研究[J].河北工程大学学报(自然科学版),2014,31(2):9-14.
[10]亨利奇.爆炸动力学及其应用[M].熊建国,译.北京:科学出版社,1987:127.
[11]杨鑫,石少鑫,程鹏飞.空气中TNT 爆炸冲击波超压峰值的预测及其数值模拟[J].爆破,2008,25(1):15-19.
[12]Tolba,A.F.F.(2001)Response of FRP-Retrofitted Reinforced Concrete Panels to Blast :Carleton University.
[13]王儒策,赵国志.弹丸终点效应[M].北京:北京理工大学出版社,1993:45.
[14]中华人民共和国建设部.GB-2005.人民防空地下室设计规范[S].北京:中国计划出版社,2004.
国家自然科学科学基金资助项目(No.)与(No.)。
为了研究大当量炸药爆炸特性,运用LS-DYNA软件建立了大当量TNT炸药在空气中爆炸的模型,其计算结果低于经验公式值,可作为抗爆设计下限值。通过不同工况的模拟值,拟合得到通用超压函数,可以直接计算数值模拟结果;以指数函数形式对超压函数进行修正,给出通用修正超压函数,避免了不同经验公式计算引起的偏差。经数据验证,两函数均具有普遍适用性,能更好的指导结构针对大当量炸药的抗爆设计,方便工程应用。
In order to study the explosive characteristics of large equivalent explosives,the LS-DYNA software was used to establish a model for the explosion of large equivalent TNT explosives in air.The calculation result is lower than the empirical formula value and can be used as the lower limit of anti-explosion the simulation values of different working conditions,the general overpressure function is obtained by fitting,and the numerical simulation results can be directly overpressure function is corrected in the form of exponential function,and the universal modified overpressure function is given,which avoids the calculation deviation caused by different empirical data verification,both functions have universal applicability,which can better guide the structural anti-explosion design of large equivalent explosives and facilitate engineering application.
文章来源:《爆炸与冲击》 网址: http://www.bzycjzz.cn/qikandaodu/2021/0307/578.html
上一篇:突如其来的爆炸
下一篇:加强实验室安全管理提高实验安全性