李晓杰,秦小勇,闫鸿浩

（1.大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室,辽宁大连 116023;

2.大连理工大学土木工程学院岩土工程研究所,辽宁大连 116023）

1 引 言

目前,我国有大小爆炸加工厂家80余家,爆炸焊接复合板总产值达40多亿人民币。由于复合板生产的需要,10～20 m2的大板幅不锈钢复合板已成为常用产品,2～3 mm的不锈钢复层通常需要铵油炸药量20～30 kg/m2,因此,10～20 m2的大板幅不锈钢复合板一次爆炸的总炸药量在200～600 kg,有时甚至达到1 000 kg炸药爆炸量。爆炸焊接是在野外地表进行裸露爆炸,爆炸所引起的空气冲击波强度很高,对周围环境会造成一定的影响,使附近环境问题日渐突出;另外,由于是在野外露天生产,爆炸焊接直接受到气候和天气的影响,造成产品质量不稳定、雨季停产等问题。

对冲击波在容器内部的传播及冲击波与壳体的耦合作用已有过研究,如Gupta等用有限差分程序计算了半球容器在29 kg TNT炸药爆炸下的响应;T.A.Duffey等运用有限差分和有限元程序模拟了炸药在球壳中心的爆炸动力响应[1];T.A.Duffey等[2]和B.B.Lewis[3]用DYNA3D进行了数值模拟和实验研究;胡八一等[4]、朱文辉等[5]、钟方平[6]、闫鸿浩等[7]对球形和圆柱形爆炸容器都进行过研究。爆炸容器的流固耦合计算是非常复杂的动力学问题,很难给出解析解,而实验却往往难于涵盖全貌,这时数值计算可以弥补实验的不足[8]。采用LS-DYNA进行大型的爆炸空气冲击波问题的计算,尽管计算结果精度与实际相差较大,但可以获得全场形貌和相对数据,便于规律性的发现。……