检索结果-内蒙古大学图书馆

爆炸与冲击 2025年第3期45卷 64-76页

作者：徐赵威汪维李奕硕张仲昊张丛琨宁波大学冲击与安全工程教育部重点实验室浙江宁波315211

为了研究聚脲/钢筋混凝土厚板复合结构的抗爆性能,对聚脲/钢筋混凝土厚板复合结构开展不同装药量下的接触爆炸实验,并对其整体及局部的破坏特征进行分析。利用LS-DYNA有限元仿真软件探究了聚脲/钢筋混凝土厚板复合结构的损伤过程及机理... 详细信息

为了研究聚脲/钢筋混凝土厚板复合结构的抗爆性能,对聚脲/钢筋混凝土厚板复合结构开展不同装药量下的接触爆炸实验,并对其整体及局部的破坏特征进行分析。利用LS-DYNA有限元仿真软件探究了聚脲/钢筋混凝土厚板复合结构的损伤过程及机理,并进一步分析了聚脲/钢筋混凝土厚板复合结构的破坏模式及特征。实验及有限元结果表明:接触爆炸载荷作用下的聚脲/钢筋混凝土厚板复合结构呈现6种破坏模式,即正面成坑;层裂破坏;层裂鼓包;震塌破坏,聚脲涂层鼓包大变形;爆炸贯穿,聚脲涂层严重鼓包变形;贯穿和撕裂破坏。在钢筋混凝土厚板背面涂覆聚脲有效增强了复合结构的抗爆性能。

关键词：接触爆炸钢筋混凝土厚板聚脲涂层抗爆性能破坏模式

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碳纤维增强复合材料多孔阵列薄壁圆管的抗冲击与吸能性能

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兵工学报 2025年第2期46卷 103-111页

作者：金跃缪馥星宁波大学冲击与安全工程教育部重点实验室浙江宁波315211 乌镇实验室超材料研究中心浙江桐乡314500

为改善薄壁圆管的抗冲击与吸能性能,设计一种多孔阵列薄壁碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Composites,CFRP)管,研究其分别在轴向和横向冲击载荷下的抗冲击与吸能性能。基于有限元法建立CFRP多孔阵列薄壁管在冲击载荷作用... 详细信息

为改善薄壁圆管的抗冲击与吸能性能,设计一种多孔阵列薄壁碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Composites,CFRP)管,研究其分别在轴向和横向冲击载荷下的抗冲击与吸能性能。基于有限元法建立CFRP多孔阵列薄壁管在冲击载荷作用下的有限元模型,并分析不同铺层角度对此结构的抗冲击与吸能性能的影响。数值分析结果表明:相比普通薄壁CFRP圆管和方管,在轴向和横向冲击载荷作用下,CFRP多孔阵列薄壁圆管有更高的比吸能和峰值载荷,而过高的峰值载荷对被保护的结构不利,但可通过改变CFRP的铺层角度而改变冲击峰值载荷和比吸能值;在轴向冲击载荷下,多孔阵列薄壁圆管铺层角度由[90°/45°/90°/0°]2S变为[90°/0°/90°/0°]2S时,有效压缩位移内的最大压缩载荷降低约10.1%,比吸能值提高约15.1%。研究结果将对CFRP薄壁管的轻量化和抗冲击性能提升的工程应用具有一定的指导意义。

关键词：碳纤维增强复合材料多孔阵列薄壁圆管抗冲击性能能量吸收有限元分析

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含碰撞缺陷的锂离子电池的电化学性能衰退及安全性

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爆炸与冲击 2025年第2期45卷 37-46页

作者：高游郑若昕姜宇新王璐冰宁波大学冲击与安全工程教育部重点实验室浙江宁波315211 宁波大学机械工程与力学学院力学与工程科学系浙江宁波315211

不可避免的碰撞会导致电动汽车锂离子电池出现缺陷,为了确认碰撞后的缺陷电池能否继续使用,重点研究了缺陷电池的机械性能、电化学性能、安全边界及衰退机理。首先,使用不同的压头通过准静态加载和落锤冲击对选用的电池样品分别预制了3... 详细信息

不可避免的碰撞会导致电动汽车锂离子电池出现缺陷,为了确认碰撞后的缺陷电池能否继续使用,重点研究了缺陷电池的机械性能、电化学性能、安全边界及衰退机理。首先,使用不同的压头通过准静态加载和落锤冲击对选用的电池样品分别预制了3种典型的缺陷,即压痕、50%偏置压缩缺陷和平板压缩缺陷。随后,分别通过准静态平板压缩和充电/放电循环评估其机械和电化学响应。结果发现,缺陷电池的机械性能显著下降,包括内部短路位移、短路载荷和能量吸收能力下降。相较于无缺陷电池,缺陷电池还表现出明显的电化学性能退化,包括更严重的容量衰退。此外,通过拆解电池解释了其降解机制,基于隔膜厚度提出了电池的机械失效标准。最后,讨论了预制缺陷时的加载速度和缺陷类型对缺陷电池性能的影响。预制缺陷时的加载速度越高,缺陷电池的性能退化越严重,这与惯性效应有关。不同类型的缺陷会导致隔膜厚度和石墨脱粘的变化,从而造成电池性能不同程度的退化。

关键词：缺陷锂离子电池容量衰减安全准则机械缺陷动态冲击

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内置拉结筋聚脲涂覆砌体填充墙近场抗爆性能和分析方法

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高压物理学报 2025年第3期39卷 71-83页

作者：李奕硕汪维徐赵威张丛琨张仲昊张强宁波大学冲击与安全工程教育部重点实验室浙江宁波315211 上海机电工程研究所上海201109

为研究在近距离爆炸载荷作用下内置拉结筋聚脲涂覆砌体填充墙的动力响应过程、毁伤特征和破坏模式,对不同聚脲涂覆方式和涂覆厚度的砌体墙进行了近距离空爆试验,结合LS-DYNA软件开展了数值模拟研究,基于砖墙、钢筋和聚脲涂层的抗力函数... 详细信息

为研究在近距离爆炸载荷作用下内置拉结筋聚脲涂覆砌体填充墙的动力响应过程、毁伤特征和破坏模式,对不同聚脲涂覆方式和涂覆厚度的砌体墙进行了近距离空爆试验,结合LS-DYNA软件开展了数值模拟研究,基于砖墙、钢筋和聚脲涂层的抗力函数建立了改进的等效单自由度理论计算模型。等效单自由度模型可以准确地描述内置拉结筋涂覆聚脲加固墙体在近场爆炸载荷作用下的位移响应过程。在近场爆炸工况下,根据墙体的面外响应特征,总结出3种近场爆炸破坏模式:表面砂浆层损伤、开坑位错及背面鼓包、贯穿损伤。随着拉结筋数量的增加,墙体的抗爆性能增强,临界贯穿破坏装药量增多。

关键词：砌体填充墙聚脲拉结筋近场爆炸等效单自由度

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退火态增材制造AlSi10Mg合金在极端条件下的力学行为

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爆炸与冲击 2025年第3期45卷 37-52页

作者：张权陈剑斌史同亚汪小锋南小龙王永刚宁波大学机械工程与力学学院浙江宁波315211 宁波大学冲击与安全工程教育部重点实验室浙江宁波315211 中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理全国重点实验室四川绵阳621999

采用激光选区熔化技术制备AlSi10Mg合金并对其进行去应力退火处理,利用光学显微镜、扫描电子显微镜和电子背散射衍射技术研究了合金的微观组织。为了解宽应变率和宽温度耦合作用对AlSi10Mg合金力学行为的影响,通过配有环境温箱的万能试... 详细信息

采用激光选区熔化技术制备AlSi10Mg合金并对其进行去应力退火处理,利用光学显微镜、扫描电子显微镜和电子背散射衍射技术研究了合金的微观组织。为了解宽应变率和宽温度耦合作用对AlSi10Mg合金力学行为的影响,通过配有环境温箱的万能试验机和分离式霍普金森压杆分析了AlSi10Mg合金在极端条件下的力学行为。结果表明:AlSi10Mg合金具有精细的胞状-枝晶微观结构,主要包含α-Al相和Si相,经退火处理后,微观组织由断续的、呈链状分布的共晶Si颗粒构成。AlSi10Mg合金在室温、应变率为0.002~4800 s^(-1)时,呈现出应变率强化效应,且在不同的应变率范围内具有不同的敏感性;在173 K下具有更高的屈服强度和流动应力;当温度为173~243 K时,流动应力对温度不敏感;而温度为293~573 K时,温度敏感性显著提高,合金软化效应随着温度的升高而加剧。基于实验结果拟合得到修正的J-C本构模型并对其进行了验证,该模型可较好地反映材料在高、低温和不同应变率下的力学行为。

关键词：激光选区熔化 AlSi10Mg合金微观组织力学行为修正的J-C本构模型

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电极表面不平整性对锂电池短路触发行为的影响

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爆炸与冲击 2025年第2期45卷 15-24页

作者：贾亦楷刘子敬黄庆丹王璐冰西北工业大学民航学院陕西西安710072 西北工业大学民航航空器冲击防护与安全评估重点实验室江苏苏州215400 宁波大学机械工程与力学学院浙江宁波315211 宁波大学冲击与安全工程教育部重点实验室浙江宁波315211

锂离子电池遭受外部冲击时内部隔膜的形变和失效是引发内部短路的关键因素之一。电池电极表面通常并不平整,易造成隔膜应力集中,影响电池的机械稳定性。因此,基于数值模拟和理论分析,针对电池隔膜在非平整表面压缩条件下的力学行为及其... 详细信息

锂离子电池遭受外部冲击时内部隔膜的形变和失效是引发内部短路的关键因素之一。电池电极表面通常并不平整,易造成隔膜应力集中,影响电池的机械稳定性。因此,基于数值模拟和理论分析,针对电池隔膜在非平整表面压缩条件下的力学行为及其短路安全边界进行了深入探讨。选取包括一段宽度为50μm的隔膜及其附近的正负极涂层区域作为代表性单胞,进行二维有限元建模与数值计算。通过分析隔膜等效应力-应变曲线,发现受到不平整表面压缩的隔膜相比于理想平面压缩表现出“软化现象”,随着加载的进行,加载面和隔膜之间的空隙逐渐被填充,非平整面和平整面压缩的载荷差异逐渐减小。通过对隔膜失效应力的参数化分析,发现随着颗粒直径的增大或隔膜厚度的减小,隔膜表现出平均应力降低、屈服点后移等行为,短路失效应力也随之降低。通过对不同加载速率分析,发现隔膜的短路失效应力呈现先增大后减小的趋势,进一步通过建立隔膜在非平整表面压缩下的等效压缩本构模型,从理论上解释了粗糙度对失效应力的影响,并推导出了两者的定量关系。

关键词：锂离子电池碰撞安全电池隔膜内短路

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AISI 4340钢靶大塑性模型及断裂起始模型参数研究

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兵工学报 2025年第1期46卷 299-314页

作者：李祥辉张兴渝胡家豪刘洋马伯翰王永刚蒋招绣宁波大学机械工程与力学学院浙江宁波315211 宁波大学冲击与安全工程教育部重点实验室浙江宁波315211 宁波工程学院建筑交通工程学院浙江宁波315211

钢靶侵彻是一种典型的大塑性变形过程,靶材本构与损伤模型的构建是实现有限元模拟的重要前提。针对AISI 4340钢进行不同应力状态、应变率的静动态试验以及多层靶的侵彻试验。为实现钢靶侵彻的有限元模拟,引入能描述材料在大塑性应变阶段... 详细信息

钢靶侵彻是一种典型的大塑性变形过程,靶材本构与损伤模型的构建是实现有限元模拟的重要前提。针对AISI 4340钢进行不同应力状态、应变率的静动态试验以及多层靶的侵彻试验。为实现钢靶侵彻的有限元模拟,引入能描述材料在大塑性应变阶段(即颈缩后)应力-应变响应的Swift-Voce混合塑性模型,以及同时考虑含应力三轴度、Lode角参数、应变率、温度的拓展Hosford-Coulomb断裂起始模型。在模型参数标定中,基于试验数据和有限元模拟进行塑性模型的参数标定;在构建误差函数以及单纯形法的线性规划算法基础上标定断裂起始模型的参数;通过建立准静态拉伸试验、动态拉伸试验和侵彻试验的有限元模型,对塑性和断裂起始模型参数进行反演验证。研究结果表明:AISI 4340钢表现出明显的应变率强化和热软化效应;新构建的本构与损伤模型能够准确预测钢靶材料的变形与断裂行为,且在侵彻试验模拟中与试验结果较为吻合。

关键词：钢靶力学性能塑性模型断裂起始模型有限元模拟侵彻

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地下储气库井筒流动与传热模型研究

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工程热物理学报 2025年第3期46卷 909-917页

作者：薛文第王艺陈哲中国石油大学(北京)油气管道输送安全国家工程研究中心/石油工程教育部重点实验室/城市油气输配技术北京市重点实验室北京102249

针对以二氧化碳为垫层的地下储气新技术需要,本文提出一种改进的地下储气库井筒流动与传热模型及其求解方法。数学模型上,引入流向因子以适应地下储气库注采的井筒气体流向交替变化特点,建立非稳态井筒导热模型,突破了Ramey解析模型的... 详细信息

针对以二氧化碳为垫层的地下储气新技术需要,本文提出一种改进的地下储气库井筒流动与传热模型及其求解方法。数学模型上,引入流向因子以适应地下储气库注采的井筒气体流向交替变化特点,建立非稳态井筒导热模型,突破了Ramey解析模型的稳态假设限制,同时着重考虑二氧化碳在井筒流动中相态转换的影响。求解方法上,提出井筒流动压降非线性模型,采用牛顿迭代法全井筒整体求解,解决了传统逐点迭代法的不稳定问题,计算时间至少缩短了40%。

关键词：地下储气库碳封存井筒流动和传热数值模拟

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顶推纠偏对无砟轨道的影响及工艺优化

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同济大学学报(自然科学版) 2025年第4期53卷 628-634页

作者：许玉德石梓煊邱俊兴同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 同济大学上海市轨道交通结构耐久与系统安全重点实验室上海201804

基于高速铁路无砟轨道纠偏工程,建立路基上CRTSⅡ型板式无砟轨道纠偏有限元模型。选取顶推纠偏典型方案,模拟不同顶推压力作用,分析无砟轨道结构力学与损伤行为。在此基础上,研究扩大解黏区和凿除宽窄接缝对纠偏的影响,并提出纠偏工艺... 详细信息

基于高速铁路无砟轨道纠偏工程,建立路基上CRTSⅡ型板式无砟轨道纠偏有限元模型。选取顶推纠偏典型方案,模拟不同顶推压力作用,分析无砟轨道结构力学与损伤行为。在此基础上,研究扩大解黏区和凿除宽窄接缝对纠偏的影响,并提出纠偏工艺优化建议。结果表明,轨道板假缝开裂是力学控制指标,保证部件不开裂的临界顶推压力为0.58 MPa,对应纠偏位移为1.50 mm。轨道板与宽窄接缝层间是损伤控制界面,保证层间不损伤的临界顶推压力为0.51MPa,对应纠偏位移为1.23 mm。若需提升单次纠偏位移,则建议将既有方案解黏区往两端各扩大3/4轨道板长,并在纠偏前对宽窄接缝进行凿除。

关键词：无砟轨道横向纠偏仿真计算拉应力刚度下降率

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超早强钢筋混凝土板抗接触爆炸试验研究

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兵器材料科学与工程 2025年第1期48卷 39-45页

作者：霍庆张晶杜云鹏车淑琴汪维晋西工业集团有限责任公司山西太原030051 宁波大学冲击与安全工程教育部重点实验室浙江宁波315211

UR50超早强水泥基自密实高强材料具有固化时间短、早期强度发展快等优点,是战时关键设施快速修复和施工的理想材料。为研究UR50超早强水泥基自密实高强材料钢筋混凝土板(URCS)的抗爆性能,对其开展了系列接触爆炸研究。采用养护时长分别... 详细信息

UR50超早强水泥基自密实高强材料具有固化时间短、早期强度发展快等优点,是战时关键设施快速修复和施工的理想材料。为研究UR50超早强水泥基自密实高强材料钢筋混凝土板(URCS)的抗爆性能,对其开展了系列接触爆炸研究。采用养护时长分别为28 d和24 h的超早强水泥基钢筋混凝土板,以及一块普通混凝土板(NRCS)作为对照。通过试验分析了不同养护时间下的混凝土板的破坏模式和破坏特征。结果表明:URCS相对于NRCS具有较强的抗爆能力,URCS在接触爆炸作用下的破坏模式为正面爆炸成坑和背面层裂震塌破坏,随着装药量的增加,其破坏模式逐渐转变为爆炸贯穿和爆炸冲切。URCS养护时间为24 h可以达到28 d时的抗爆性能。根据试验结果,划定了不同破坏模式的震塌系数范围,并对结构的毁伤参数进行了量化统计,建立了预测开坑直径和层裂直径的经验公式。

关键词： UR50超早强钢筋混凝土板爆炸载荷接触爆炸抗爆性能破坏模式

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