爆炸载荷特征参数对无限长圆柱壳弹性动态响应的影响*
2021-07-09张鹏宙
爆炸与冲击 2021年6期
关键词:区域
张鹏宙,董 奇,杨 沙
(中国工程物理研究院化工材料研究所,四川 绵阳 621999)
爆炸容器作为一种具有特殊用途的密封压力容器,主要用来约束一定量的炸药等易爆物质在其内部爆炸后产生的效应[1]。这种形式的爆炸属于密闭空间爆炸,而密闭空间或半密闭空间的爆炸统称为有限空间爆炸[2]。爆炸容器按结构外形可分为球形和圆柱形爆炸容器,柱壳相比于球壳更易加工生产,因此柱壳的应用更广泛。
对爆炸或冲击载荷作用下爆炸容器的壳体响应,已进行了大量的研究。Baker[3]首先利用单自由度(single degree of freedom,SDOF)模型研究了内部中心受到三角脉冲载荷作用的薄壁球壳,对其径向位移进行了理论求解,得到了弹性动态响应的位移解析解,还获得了采用双线性等向强化材料的球壳在小应变条件下弹塑性动态响应的位移解析解。接着,有了很多SDOF模型应用:Ko等[4]利用SDOF 模型对多层弹塑性球壳受到内部轴对称脉冲爆炸载荷作用下的响应进行了研究;赵士达[1]在SDOF 模型基础上提出了动力系数法;Li等[5]、Dong 等[6]研究了采用弹塑性线性随动强化材料的球壳及平面应力、平面应变圆环,利用SDOF模型及能量方法对结构受到内部中心轴对称脉冲载荷作用后的动态响应进行了力学推导和数值模拟,发现了反直观现象的存在及其出现的临界条件。还有对爆炸载荷下首个脉冲载荷对结构影响的研究[3,7-8]。
孙琦等[9-11]在文献[12-14]基础上,考虑爆炸载荷准静态阶段的影响将爆炸载荷简化为含有三角脉冲阶段及后续准静压阶段的载荷,利用SDOF 模型研究了内部简化爆炸载荷作用下球壳的弹性及弹塑性动态响应过程:提出了球壳的径向位移解析解及其最大值;……
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