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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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该用户从未签到

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 0 {; }! p( \0 R5 m- U
    不爱原来是研究这个的。那怎么自己还不买枪啊?

    : N" X+ n- D& b主要是看不上。
    ( b! M& j; _% P  f+ e+ z' b( V  V: K  u% X) o) l0 ?7 E6 U  ~+ z) \
    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
    ; r$ q+ ]) ^' M$ O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。

    & _* `' ]* V& @/ u' ?. ~$ n5 A% V3 h( d* W/ F4 T7 t0 M5 ~. u& ?* b
    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, ?# ]) R0 J! Z+ K& d! |5 {) a1 Y
    0 I# H8 d0 N! l6 s4 M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 - \3 ?2 J) O: u  f0 O) ~
    你的方向对了,解决方案正是三明治结构, sandwich structure

    + E( z! G* e7 T6 u/ u这是甲板么?三明治结构让我想起坦克的复合装甲了~~
  • TA的每日心情
    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 / T6 ], c# f3 ^" t3 H! c( L) `
    这是甲板么?三明治结构让我想起坦克的复合装甲了~~
    . O: A5 p0 b7 [7 U6 N2 |
    不是甲板,是船体面板.2 d' y; L. j. L* x3 x% l
    - k  P6 j! i: p  ?) S5 r
    设计思想大相径庭,虽然都是复合结构.+ F9 ^  r; Y: A* J5 R6 V

    5 E: {. z- V3 A0 [. j4 h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., q; Q2 s. s8 f; @$ J$ w( }5 }
    4 m! q- A( e0 p0 [" _
    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.
    0 ?& I% p( r2 ^+ m8 M. D' D2 I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., K* S  G& ~1 }, f, i) Y

    0 `. D7 v( D! e/ p3 ~# d6 |2.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.- x+ M1 P& `8 D$ N3 [
    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.
    1 m9 a3 Y0 P( T6 g1 T5 C
    ; w1 V1 M9 R5 Z# E, f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 3 `3 }7 I% M$ m, k% S3 {
    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 ...
    3 j* [! I4 j5 D: e5 }. }1 b3 O6 |
    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
    9 n+ D3 `4 U# t  L8 o  J* p你的方向对了,解决方案正是三明治结构, sandwich structure
    % B" V9 f9 b. ^8 Z5 I' d
    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
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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
    % I7 d. W3 K: x" A1 T  i" J5 ~" A
    赫然 发表于 2012-3-1 11:02 ; O! z9 X  [+ a8 S* ~" o
    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。 ...
    ) h! x# v8 G7 s3 k* J, ]% z
    0 G  T5 K0 E2 X. n% ~1 W
    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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    擦汗
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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
    7 n, Y7 b1 R! @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 ...

    3 @+ `% B$ j8 }6 k" @% M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)。
      T) @. I4 K/ e- \& S
    ' l- Q9 _5 ]* M7 T' k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 A& l3 M( Y! I; j. f
    赫然 发表于 2012-3-1 11:57 3 I0 z& B# r5 ~
    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 ...

    9 \4 z- V2 b! G( j/ a5 h4 L3 ?1 w  l
    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。7 |1 Y- B1 {4 ~4 [/ }

    , p3 u5 v- I* |; T) j. o& E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。% e& Y+ x1 h# `

    7 [  _/ ]. Z) F& W9 e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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    2025-5-22 23:34
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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 ) s( `/ D8 i- O" K
    不爱吱声 发表于 2012-3-1 13:04 * X0 p; @) ~3 _/ F9 b  V( \
    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 ...

    + h! m5 N3 p9 D7 f+ \$ f( X3 R( X8 e. i
    这个设想是这样的。
    8 I4 J1 i# V' ]& |3 f! }$ I: p8 S" d: [' y6 ~: a$ V9 W, Z
    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? ) S2 D: O7 i" V. B8 X0 ^8 V
    - ]) A! n& W- i5 j9 ?3 J7 B* f
    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。/ v8 e6 e, y) S3 L5 T; O

    * I; K& T4 y7 `: x/ V$ R% {: h7 ?' ~! ?  w

    / M" R: b+ S# [9 M: Z
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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
    / w9 ?# W/ d. [8 Q8 V& U" d- l这个设想是这样的。
    ( K/ z3 x# B; g- ?( L$ g* Z; ]9 E; w5 k: G
    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 ...

    - N2 i) I- G$ I, y- q+ Y1 @+ r
    0 A; r, J" c+ I; h& S% k6 e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。
    2 y+ _! C: A9 b- R6 I6 W; h
    9 p- l6 t0 i; U# o3 ?8 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。
    & b( U0 k* K, k/ i& v: y- ]8 H  l* l
    3 R  x# F$ B) Q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   K) X4 Q; W* D3 a: g0 B" m% }0 \
    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 ...
      h7 r; D$ Y" m5 a: ~
    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。
    $ u7 L( e. ]2 C2 J$ r  D2 y5 x! I7 ^6 Y0 C/ j9 X9 R0 ~' s
    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
    2022-2-8 01:13
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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 & J  n: g* h" 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 ...

    % e" U( S  W5 n& I; j8 w7 sSolidwork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
  • TA的每日心情
    擦汗
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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
    & H! d( Q5 m/ u8 t. z1 zSolidwork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

    " ^# i0 y( T/ r3 |8 T! ]3 i只是看了看应力。5 P; X* M2 h; {2 X- w" M

    ; H/ g% w7 T) ]" l6 J: u3 C/ M上班时间不务正业么,要低调!
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    开心
    2023-3-1 00:08
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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
    # G. K8 \& P* k$ c这个设想是这样的。: }0 P8 D' @- p  G, v

    & S) p1 g. P5 c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 ...
    ! P9 P: Y. |" A$ U$ q
    合着你这个“Genius”居然没有想明白啊。。。 " B3 _$ b! U, w' f+ h

    " [* x+ L- D$ A5 |% h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; g/ t- u! O. w" D+ s
    & t1 S* u$ t+ H8 o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。。。 # y1 q6 P; h6 S; z9 k1 S

    ) V5 _2 c! k2 \! `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。。。   _+ a2 _0 c% ~2 {
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    奋斗
    2022-2-8 01:13
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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 U2 e7 {( R; r. ]. q
    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。。
    $ `. q7 ]0 X0 Z7 K

    7 F6 i3 J9 k1 @0 c: R( T麦克牛,一语道破了流固耦合的重要性
    8 u- H  g4 }+ ~1 B& E5 E( j  B- }
    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.7 ?" W# h8 H& j% A
    6 T" I. K' l1 x* i" T
    而且麦克说的“压缩-拉伸-压缩”,也很有洞察力,这就是水的cavitation...
    9 o% F# ]: U; M6 Q9 x0 y+ [# `2 t: k
    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...* @# k; j- [: b" c1 G
    5 Y: T3 l8 h' N9 R% u* C9 \
    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。。。
    : u; l9 R% a% F7 d2 e7 @) v
    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 % f& r( v4 e4 H
    麦克牛,一语道破了流固耦合的重要性' w  ?( ~- [$ N. P+ F
    7 O% z3 s7 C/ 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 ...

    / a/ l) E, r% e# Y/ O4 k! \' I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
    2 o; G; U! R/ l  {9 m: d4 A合着你这个“Genius”居然没有想明白啊。。。 # v* u; v4 g6 ^6 t0 C% y. q

      N' U7 x; l, G1 t/ _5 i因为液体的不可压缩性,你这个液态填充夹层使内外 ...
    , l  n2 x- J8 m8 v7 H
    居然讽刺俺!!!
    9 \2 [; b6 t& N
    8 j( J) K/ t  P4 T- q你的考虑是对的。但同时也是不全面滴 (好官话呀)。6 M- i6 h9 s0 U0 g0 m

    6 F, U7 K. c$ p, J1 I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。; Y+ Z8 @* h* x
    ; ^% r4 _! Q2 N# K
    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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