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楼主: 不爱吱声
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[科普知识] 从爆炸力学讲起

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21#
发表于 2012-3-1 06:59:21 | 只看该作者
曾经学过内弹道学的飘过。爆炸力学是我大学系里一些老师的专业。

点评

南理工。其实我上学那会儿叫华工。  发表于 2012-3-2 22:45
北工的?南工的?  发表于 2012-3-2 12:31
  • TA的每日心情
    擦汗
    2025-5-22 23:34
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    [LV.Master]无

    22#
    发表于 2012-3-1 07:46:35 | 只看该作者
    机器猫 发表于 2012-2-29 15:24 . R0 v' w- X* @7 ^* J
    不爱原来是研究这个的。那怎么自己还不买枪啊?
    $ J* ]1 d/ z; M+ `/ m7 p2 j
    主要是看不上。7 p$ N1 Q$ d+ Y. s- l6 S) k
    0 G7 w5 t6 b" _4 j; E) h
    不爱搞的比枪厉害太多了。
  • TA的每日心情
    奋斗
    2022-2-8 01:13
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    [LV.7]分神

    23#
     楼主| 发表于 2012-3-1 08:08:41 | 只看该作者
    erha 发表于 2012-2-29 16:59 ( n" E& Z2 p/ c2 p
    曾经学过内弹道学的飘过。爆炸力学是我大学系里一些老师的专业。

    : W3 K' G9 F9 @/ V  J" p
    1 ?& y& t3 g. S我主要研究的是高能炸药,超高速爆炸冲击波为主,对火药,弹道学这些了解得不够深入,正好你可以写个帖子科普火药及弹道学.+ Y. O+ X0 Z: O3 U( y& M

    + Y9 V: I3 V/ K4 i你是北理的么?

    点评

    南理。  发表于 2012-3-1 21:56
  • TA的每日心情

    2017-10-11 12:03
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    [LV.2]筑基

    24#
    发表于 2012-3-1 08:47:35 | 只看该作者
    不爱吱声 发表于 2012-3-1 03:20
    ; P, d# d& \+ _* S你的方向对了,解决方案正是三明治结构, sandwich structure
    & V* g: G8 l  B! x' J
    这是甲板么?三明治结构让我想起坦克的复合装甲了~~
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    奋斗
    2022-2-8 01:13
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    [LV.7]分神

    25#
     楼主| 发表于 2012-3-1 09:04:09 | 只看该作者
    一无所之 发表于 2012-2-29 18:47
    1 x* V% u6 r, w' l) q这是甲板么?三明治结构让我想起坦克的复合装甲了~~

    9 \% N, k" j1 ?不是甲板,是船体面板.$ m/ X3 A5 B% u8 d4 b' t! }" Z: f

    6 p- ^0 X; o$ g- T设计思想大相径庭,虽然都是复合结构.
    2 V. D" L7 Y9 q. |) Y$ Q& T
    ! m& d; D) N7 n& |5 D: L) N1 }( m舰体面板设计(非水面结构)与坦克装甲设计在两个关键目标有明显区别.) s. `2 }- R- g0 |" |: y
    ( X0 Y# m# \( T- P8 j7 z/ B
    1,舰体面板设计必须要轻质,就是质量尽可能小,因为船是浮在水面上的,重量非常关键,同时船身制造需大量金属板,增加重量一味增加成本,因此轻质很关键.
    9 I: t7 R/ W+ o3 X坦克是在陆地上冲锋陷阵的,而且体积小,所以如果为了加强其装甲的防护功能,在设计上并不会专门对起重量有特殊要求.
    ) X8 r. \* G( d' F8 l! [
    3 g, u. J3 L! w4 q$ v+ S; o2.舰体面板主要任务防水下爆炸冲击波.舰船水下部分受到攻击大部分情况时水下的爆炸冲击波,而且舰体本身尺度非常大,相对来说弹体穿透对其构成的威胁弱得多,基本不会影响军舰的正常运行.
    5 X0 J( z+ O! R! R4 h, i但是坦克是要防空气中爆炸冲击波与弹体穿透的复合效应.与军舰很大不同,坦克内部空间狭小,任何弹体穿透装甲进入内部都会给操作人员带来毁灭性威胁,使坦克丧失功能.. L1 P" e: R) S2 B% y; [. [
      k: `4 f' `, {- m0 B+ S- N
    因此,舰体在优化设计上基本是利用现有材料,玩复合结构多一些.而坦克装甲可用花样就比较多了,比如说坦克装甲普遍通过加陶瓷片来防弹体穿透,舰体则不考虑.

    该用户从未签到

    26#
    发表于 2012-3-1 14:17:46 | 只看该作者
    路过,顺便科普一下自己!

    该用户从未签到

    27#
    发表于 2012-3-1 23:36:18 | 只看该作者
    不爱吱声 发表于 2012-2-29 18:08 & b. z8 ^. s9 X) Z/ g$ O' @$ S
    我主要研究的是高能炸药,超高速爆炸冲击波为主,对火药,弹道学这些了解得不够深入,正好你可以写个帖子科普 ...

    7 k& r- U' y' D6 Z5 h7 @7 C我上的那个系,对外的名称是弹道研究所。不过当年中国政府穷的叮当响(80后90后可能觉得有点难以理解),军工行业不景气,等我去的时候专业已经转为民用了。内弹道学只是门选修课。因为工作也用不到,早已荒废了。就记得有内弹道,中间弹道,外弹道,以及终点弹道。老师上课还拿了一堆各种火药在教室里点着玩儿。当年中国的两台半弹道雷达车,有一台就停在我们系门口。差点保送读内弹道研究生,由于种种原因没去。有个同班同学留校,现在已经是正教授了,真正的弹道专家。我就是个在公司混日子的。

    点评

    这个真不懂。它是指炮弹刚出膛的一小段。因为有膛内气体一起冲出来,跟外弹道不太一样,所以单独列出。  发表于 2012-3-5 22:30
    老大给科普一下中间弹道吧,这个词生分的很。  发表于 2012-3-4 07:10
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    [LV.Master]无

    28#
    发表于 2012-3-2 01:02:39 | 只看该作者
    不爱吱声 发表于 2012-2-29 14:20 4 A* ^1 B! G7 r, Q- G* G
    你的方向对了,解决方案正是三明治结构, sandwich structure

    8 p9 P0 h3 n. `刚才又看了看,发现这个是干的,有没有人搞液体填充的?液体的压力传递要好很多而且均匀很多。
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    奋斗
    2022-2-8 01:13
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    [LV.7]分神

    29#
     楼主| 发表于 2012-3-2 01:43:21 | 只看该作者
    本帖最后由 不爱吱声 于 2012-3-1 11:44 编辑
    * _1 I  @: v! @. t! I
    赫然 发表于 2012-3-1 11:02 1 O2 G! x6 m2 K) H, k
    刚才又看了看,发现这个是干的,有没有人搞液体填充的?液体的压力传递要好很多而且均匀很多。 ...
    7 Z- s. l( H/ ?6 t) `8 u
    , ^9 G: g  Q5 Y
    不可以填充液体,填充液体后质量增加太多,液体的单位质量能量吸收率比"空心结构"体小太多,这个跟军舰的设计要求有关,设计关键在于最大限度提高材料的单位质量能量吸收率,见我上面25楼的解释
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    [LV.Master]无

    30#
    发表于 2012-3-2 01:57:20 | 只看该作者
    不爱吱声 发表于 2012-3-1 12:43 - c* E$ r7 ]$ J, n3 z
    不可以填充液体,填充液体后质量增加太多,液体的单位质量能量吸收率比"空心结构"体小太多,这个跟军舰 ...
    ( x7 @/ m0 b% q0 l" m, ~3 ~
    我指的是油料。就像飞机机翼里的油箱一样。这样不占多余重量。当然,这会遇到,维修损管等等问题(这方面的问题可能极大)。
    8 N7 q: O' f# m9 j  I7 j3 g5 y  Y9 v5 W/ L( d
    至于能量吸收率,单位体积下的情况如何呢?
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    奋斗
    2022-2-8 01:13
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    [LV.7]分神

    31#
     楼主| 发表于 2012-3-2 02:04:31 | 只看该作者
    本帖最后由 不爱吱声 于 2012-3-1 12:21 编辑 6 p: Z5 s9 q0 y) U
    赫然 发表于 2012-3-1 11:57
    2 H. i; a$ t9 p" {我指的是油料。就像飞机机翼里的油箱一样。这样不占多余重量。当然,这会遇到,维修损管等等问题(这方面 ...

    8 \( s% X, \8 s" }9 E7 w% c" P+ T! o7 G# [( E2 l9 C6 S' P2 w5 _
    没明白,这是军舰整体面板设计,油料都是在船内部被保护起来的,你是说把油充满军舰全部面板缝隙?那怎么能不占多余重量呢?而且把油冲满船体,那怕受到爆炸轻微的袭击后,这后果。。。想都不敢想。这简直是自杀式设计方案。
    $ x0 p) W. \0 p1 s2 {& C# K) `/ v
    7 z8 y1 g% W) P1 s7 V& N飞机完全不同啊,飞机多小啊,而且飞机一旦机翼被击中,不管里面有没有油,飞机都毁了,军舰被击中一下,基本跟被蚊子叮一下差不多。因此设计理念是完全不同的,可不能随便套。
    + B* G' q' X9 n+ h% [% ^; T$ ^$ t* M& U0 J+ U/ j
    同样,考虑单位体积的能量吸收效率对大型军舰来说设计没意义啊,因为相同重量下,船体积大点没关系。
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    [LV.Master]无

    32#
    发表于 2012-3-2 02:31:47 | 只看该作者
    本帖最后由 赫然 于 2012-3-1 13:35 编辑 ' z2 `2 z/ X; d* O# h( G! e0 `& q
    不爱吱声 发表于 2012-3-1 13:04
    0 A( z9 `8 D" `- j没明白,这是军舰整体面板设计,油料都是在船内部被保护起来的,你是说把油充满军舰全部面板缝隙?那怎么 ...
    ; y, O: @  J* N
    / _- V. h/ I# Z2 K
    这个设想是这样的。/ h$ Y1 u5 ^/ G. X" q( R

    ! N4 [* p1 O5 o" k4 H" u1 |- O从抗压的角度而言。如果三明治内填充的是空气的话,因为空气的可压缩比很高,在局部高压下,三明治内部的压力上升不会太大。由于内外压差大,材料很快屈服了。我的疑问是,从理论上而言,如果填充的是液体,内外压差就会不会小一点,从而可以抗住高一点的压力?
    + \+ C+ g+ X5 G+ @; [5 J9 @1 B
    $ B/ ]9 g. f8 ~如果液体填充可以增加抗压能力的话,下面就要关心重量问题了。总不能因为填充液体表现好另外加液体吧。这个太浪费重量了。最好是利用船上自带的液体。所以,我想到了油料。船只要携带大量的油料,尤其是燃油。这些油料一般是在油箱里的。假设,携带的油料总量不变,如果利用了三明治中间的空间的话,油箱就可以减少了。船内可利用空间可以扩大了。这是从空间利用的角度。这就是所谓不增加重量。当然,这里结构重量是增加了,但是船只的总体重量不增加。至于维护损管,那肯定是变得更复杂了。
    2 n6 J9 i& S; |4 D" T0 T; Q- W: ~

    $ g! U. H/ c; f" g5 B* v2 B# w2 v8 [8 B4 ^
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    奋斗
    2022-2-8 01:13
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    [LV.7]分神

    33#
     楼主| 发表于 2012-3-2 02:44:43 | 只看该作者
    赫然 发表于 2012-3-1 12:31
    ! p/ O5 K  w% o* z: S- j3 _6 N这个设想是这样的。4 ?( [# w6 T: T6 i* D4 v, C7 e
    8 z" w( k. W8 x2 n: L/ v9 m
    从抗压的角度而言。如果三明治内填充的是空气的话,因为空气的可压缩比很高,在局部 ...

    * o; v& u. M- m6 w
    9 b1 ]7 t$ f+ \; t我们就是要利用材料塑性变形吸收能量的,另外主要关心的是内层面板变形相对小,船整体框架受力小,如果添充液体会因为液体的不可压性,会导致变形从局部变形变成整体变形,这是最要不得的。军舰不怕局部损坏,你看例子中的军舰那么大一个破坏区,有两米宽,但是军舰仍然可以顺利驶回港口进行修理,但是整体破块就比较致命了。你的液体填充方案在设计方向上就错了。
    1 E! V1 ^3 d- G. [& ?( C: B) F; m/ Q" k0 o% |8 f% N- `9 L, i
    其实金属泡沫填充是被考虑的,但那关键也是因为金属泡沫的大空隙特性,但金属泡沫的单位质量能量率不如规则构型的金属框架结构。; X" ?) L, I( P2 ?, {5 ]& s. S' X% |

    0 E7 `9 H3 g3 B. L) p7 D# X8 m油料填充是绝对想都不能想的,因为如果有油料的话,那么任何局部炸弹攻击都可会导致整体功能失效,因为油料会燃烧甚至二次爆炸,那可是致命的。
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    擦汗
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    [LV.Master]无

    34#
    发表于 2012-3-2 09:33:58 | 只看该作者
    不爱吱声 发表于 2012-3-1 13:44 1 G5 V8 R: J- a, @& q. ^9 N2 N$ P2 }# h
    我们就是要利用材料塑性变形吸收能量的,另外主要关心的是内层面板变形相对小,船整体框架受力小,如果添 ...
    , ^) C& |8 _. d; {- m
    下午用solidwork 分析了一下受力。填充液体前后的受力形式完全不同。干式的基本是坍缩吸能,湿式的主要是变形。粗粗看了一下,受力提高有限,十个百分点左右。时间无法估算。' z/ W8 r/ Z7 R5 C& v

    9 i- t3 W. H# W! |9 B% \但是问题是,湿式的结构破坏是会从内侧开始,液体密度越高内侧应力越大。而且估计破坏会是贯通的。从现在粗浅的分析来看,结果对湿式并不是有好。
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    奋斗
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    [LV.7]分神

    35#
     楼主| 发表于 2012-3-2 10:57:24 | 只看该作者
    赫然 发表于 2012-3-1 19:33
    ' a" _/ y4 j, i" V9 Z; D' U* K下午用solidwork 分析了一下受力。填充液体前后的受力形式完全不同。干式的基本是坍缩吸能,湿式的主要是 ...
    ' Z$ z+ f8 k0 i" ^: g$ l8 S
    Solidwork只能算小变形,非常粗糙,结果不可信。但是你的分析方法没问题
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    [LV.Master]无

    36#
    发表于 2012-3-2 11:18:13 | 只看该作者
    不爱吱声 发表于 2012-3-1 21:57 & D7 l+ t# W# T+ ^
    Solidwork只能算小变形,非常粗糙,结果不可信。但是你的分析方法没问题
    $ A, q. ~' b* m7 b- z$ q
    只是看了看应力。
    % T" T) F$ |9 S/ u
    ( H3 R& y9 x4 s/ D8 `/ c( W7 k0 T上班时间不务正业么,要低调!
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    开心
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    [LV.Master]无

    37#
    发表于 2012-3-2 12:51:34 | 只看该作者
    赫然 发表于 2012-3-1 13:31
    % c0 V7 a0 R% f& j- _! e这个设想是这样的。! |, u, k, \4 b

    : \# b% u1 [9 z0 a0 b, K从抗压的角度而言。如果三明治内填充的是空气的话,因为空气的可压缩比很高,在局部 ...

    ; O' V  E# ^2 o$ I/ r3 g" X合着你这个“Genius”居然没有想明白啊。。。
    " Y/ T5 j, z- E) `2 E* V2 a
    7 n8 U( P+ L: u# j* b, y8 v7 x因为液体的不可压缩性,你这个液态填充夹层使内外两层压差基本一致 -- 这就跟厚厚的一张大板子没啥区别了嘛。。。 除非你这个“液态填充夹层”带流动性、两头开口的,否则没有意义呵。。。 就像兜里揣了包塑料软包装的饮料,被人打了一拳 -- 如果饮料盖子拧开的话,一拳下来,液体喷出,有效减轻了冲击;否则你还是结结实实地挨了那一拳。。。
    * R/ c* |* }) X+ J& F1 j- s0 @1 ~/ Z0 B* L% D
    不爱给的那个三明治结构 -- 直观理解就是在衣服里头衬了好几层纸板,一拳下去坍塌好几层,当然减轻好多。。。
    5 Z0 d1 U# l! a! M) X( a( a
    / U% _1 L; [0 _! I2 ~7 Y更何况水下爆炸的情况又较空气中爆炸复杂了很多,水在爆炸冲击下产生脉动高频震荡,舰艇水线以下部分装甲承受的不是简单的冲击力,而是类似一种反复“压缩-拉伸-压缩”,对于结构强度极具挑战。。。
    * U/ A  J, w; `1 i, N
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    奋斗
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    [LV.7]分神

    38#
     楼主| 发表于 2012-3-2 13:03:35 | 只看该作者
    本帖最后由 不爱吱声 于 2012-3-1 23:06 编辑 0 Q0 t+ T5 Y: q* l: \" q: W
    更何况水下爆炸的情况又较空气中爆炸复杂了很多,水在爆炸冲击下产生脉动高频震荡,舰艇水线以下部分装甲承受的不是简单的冲击力,而是类似一种反复“压缩-拉伸-压缩”,对于结构强度极具挑战。。
    - Z8 Q' L9 q4 ~- h
    " S. _+ C. R4 D* @4 U: L
    麦克牛,一语道破了流固耦合的重要性
    9 x( y8 P7 L+ m/ d2 P
    : H! _0 }+ K* p3 a轻质设计+结构件塑性失稳+流固耦合基本就解决了90%以上的问题.
    0 B' w& H" U6 x- p7 @
    * X8 U& `" Y( Y; h0 x+ n' e而且麦克说的“压缩-拉伸-压缩”,也很有洞察力,这就是水的cavitation...8 S8 S9 |3 s6 l; W. b  |

    ) `2 p$ `; r5 I% L! V只是"脉动高频震荡"的说法不妥当,因为是爆炸波,一去一回就完成了,没有震荡,不像海浪...
    $ @# |8 ]) k" n7 r6 C
    ! j  R! Z- P- x, n1 o( h0 \
    因为液体的不可压缩性,你这个液态填充夹层使内外两层压差基本一致 -- 这就跟厚厚的一张大板子没啥区别了嘛。。。 除非你这个“液态填充夹层”带流动性、两头开口的,否则没有意义呵。。。 就像兜里揣了包塑料软包装的饮料,被人打了一拳 -- 如果饮料盖子拧开的话,一拳下来,液体喷出,有效减轻了冲击;否则你还是结结实实地挨了那一拳。。。
    # n8 o# n& S2 X  ^1 Q5 h0 k
    这段说的正是优化设计飞机油箱防冲击所考虑的主要原理.
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    开心
    2023-3-1 00:08
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    [LV.Master]无

    39#
    发表于 2012-3-2 13:07:08 | 只看该作者
    不爱吱声 发表于 2012-3-2 00:03 3 V5 }- t+ @" U% k# P
    麦克牛,一语道破了流固耦合的重要性
    1 F* p3 a0 t" b& x; Z
    8 n% J% Q  v3 ?# i, T3 X: h  \+ C轻质设计+结构件塑性失稳+流固耦合基本就解决了90%以上的问 ...

    6 O3 m. o( C! I6 y4 L当年我们一实验室的老博后,后来去了阿伯丁,专门琢磨鱼水雷水中爆炸问题。。。
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    擦汗
    2025-5-22 23:34
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    [LV.Master]无

    40#
    发表于 2012-3-2 13:22:12 | 只看该作者
    MacArthur 发表于 2012-3-1 23:51 ! M0 b- h; x; G* u
    合着你这个“Genius”居然没有想明白啊。。。 / Y; E& Q9 k8 z8 h7 k3 `1 d
    & ?$ N; J9 Q5 N' j, d' i
    因为液体的不可压缩性,你这个液态填充夹层使内外 ...

    4 y) U% I: L9 t+ G% p% ~: X5 l居然讽刺俺!!!- W( U" |% J8 G0 f
    9 V) j. y' p8 E8 Z
    你的考虑是对的。但同时也是不全面滴 (好官话呀)。
    " Y9 R- E# ]7 `0 I& p
    & \5 W- d" f: V  `. M液体压缩性不好,不过流动性好,压力的传导性好。这样可以把冲击力传达到相当大一个区域中。从而改善内层结构的受力。这个有研究的空间。好处有没有,有多少,需要很多工作。8 V: V0 y  v( }% W" h) b$ h
    + f! @9 w2 L9 S# w( `3 h9 j
    内部注液一个很大的问题是破坏的模式不好。要么不破,破的话,面积大,变形大。这会给维修和损管造成困难。

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