【硕士】块墙体爆炸数值模拟

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内容简介

　　【硕士】块墙体爆炸数值模拟　　授予学位：硕士　　学位授予单位：哈尔滨工业大学　　学位年度：2007　　 随着有限元技术的飞速发展，运用计算机进行数值模拟己经成为一种研究手段，越来越广泛地应用于常规的爆炸领域。本文的工作在参阅大量文献的基础上，运用比较成熟的有限元软件ANSYS/LS-DYNA，围绕配筋砌块墙体防爆问题的数值模拟展开。本文在总结己有研究成果的基础之上，主要进行了如下方面的工作：　　 对国内外的爆炸及抗爆问题的研究进行了综述，论述了爆炸及抗爆问题研究的历史与现状，为后续工作奠定基础。　　 利用ALE 算法和炸药爆轰产物的JWL 状态方程，研究TNT 炸药爆炸后爆炸冲击波在无地面障碍物阻挡时的传播规律。用ANSYS 软件建立三维实体模型，LS-DYNA3D 程序进行计算求解，并将数值模拟结果与经验公式的计算结果进行比较，结果表明近地面爆炸产生的峰值超压与经验公式的计算结果基本一致。　　 研究TNT 炸药在有阻碍场中爆炸冲击波的传播特性，对爆炸冲击波遇到障碍物阻挡时三维流场的初始发展和环流形成过程进行数值模拟分析。利用后处理软件LS-PREPOST 可以直观地展示环流逐步形成的过程，结果表明环流现象符合有关物理规律。　　 选取配筋砌体结构中比较典型的墙体，采用ANSYS/LS-DYNA 中瞬态动力学分析程序对防爆墙的破坏过程进行数值模拟。充分利用数值模拟分析的优势，通过改变墙体的约束情况、砌体材料的强度等级、纵向配筋率、高宽比、荷载峰值、墙体距爆心点距离、墙体开洞以及粘贴玻璃纤维复合材料，得到配筋砌块墙体在爆炸荷载作用下的变形规律和破坏情况以及结构墙体中砌体材料、钢筋的应力和位移随时间的变化规律。同时对各种不同工况下配筋砌块墙体的防爆性能进行比较，以得出影响结构响应最为重要的因素，从而为配筋砌块墙体的防爆设计提供理论基础和有价值的参考数据。　　

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