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爱吱声»广场 › 研究生院 › 科教学圃 › 从爆炸力学讲起
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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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erha

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

erha
南理工。其实我上学那会儿叫华工。  发表于 2012-3-2 22:45
MacArthur
北工的？南工的？  发表于 2012-3-2 12:31
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赫然
  • TA的每日心情
    擦汗
    15 小时前

    • 签到天数: 3150 天

    [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 }: u+ R' W( W" B) W& q" J' g. ?
    不爱原来是研究这个的。那怎么自己还不买枪啊？

    : o$ G% y" u& n1 b7 U主要是看不上。* o/ ?  {9 O! W5 s% Y9 m% r9 d1 _) b

    1 w2 v) X; G0 n不爱搞的比枪厉害太多了。
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    不爱吱声
  • TA的每日心情
    奋斗
    2022-2-8 01:13

    • 签到天数: 171 天

    [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 5 O6 g0 M, X3 i) h& D
    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。
    4 ^% P) k2 z4 F+ \$ e' e0 _! o: Q

    3 _5 w) d3 |2 F$ 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.. c. W& z/ [, w7 N
    7 j% m( t8 v  ]. P' E0 a
    你是北理的么?

    点评

    erha
    南理。  发表于 2012-3-1 21:56
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    一无所之
  • TA的每日心情
    衰
    2017-10-11 12:03

    • 签到天数: 5 天

    [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 0 }- P) i4 ?6 c
    你的方向对了，解决方案正是三明治结构, sandwich structure

    " x# C4 L! I4 L- K- v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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    不爱吱声
  • TA的每日心情
    奋斗
    2022-2-8 01:13

    • 签到天数: 171 天

    [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 e3 Y* e! w. [: K, o0 I5 F5 Z
    这是甲板么？三明治结构让我想起坦克的复合装甲了～～
    4 s  |& _9 V" I* h9 M6 q
    不是甲板,是船体面板.8 L+ s6 [) s3 h) ]* r  ]3 y9 c
    1 A; p1 T, B# {( Q
    设计思想大相径庭,虽然都是复合结构.
    / X- B0 n) j- e0 F5 @8 k6 P" `: l
    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.: \$ j: d) [1 I/ d7 ~$ A

    : Z6 q7 K) O3 G( x* z1,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.% C" `# `* V" H( L, o7 F9 C, u1 h
    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.
    / d9 [& r" z* K0 ~$ `+ F( _; f4 e( ]  Z8 U! R  ^
    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.4 |8 ]; i* p5 t. \/ x7 w3 @# k% f
    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.
    ( u: Z, P/ m1 S% X4 m! Y+ V) P* A. Q+ ]1 w/ W
    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.
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    蕾蕾硕果

    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！
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    erha

    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 Y! M8 H* ~0 a, 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 ...
    / z/ c; x+ e2 h! ?- j
    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

    erha
    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
    包子
    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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    赫然
  • TA的每日心情
    擦汗
    15 小时前

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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
    ) ~3 k5 Y7 d. w% \. E: _5 W/ c你的方向对了，解决方案正是三明治结构, sandwich structure

    + G/ i5 X- e, t, f1 p$ A  h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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    不爱吱声
  • TA的每日心情
    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
    * s3 A: [( t4 a' R; k7 L
    赫然 发表于 2012-3-1 11:02
    * H, Z; N0 L/ 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。 ...
    1 q) N* Z: z  d

    0 z) c6 p. U+ S: O% |. r# k1 `% 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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    赫然
  • TA的每日心情
    擦汗
    15 小时前

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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
    # t$ ]2 c' [: S0 {0 G3 _; f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 ...
    ) T" A4 K0 ]  d* V% \( a: s
    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）。0 b: _. V# e8 [7 T' {9 T2 B5 k

    6 F& C; q. q6 Y- \. F$ {至于能量吸收率，单位体积下的情况如何呢？
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    不爱吱声
  • TA的每日心情
    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 % T8 ]% S9 x" |0 b3 }! T2 ?: c
    赫然 发表于 2012-3-1 11:57
    0 M# l4 M1 {4 f. Y" _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 ...
    ) y+ T4 }9 n3 c9 ~3 K& [
      V5 t) @# P9 B% G( M
    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。
    * n9 s5 L& h0 l( i$ P
    ' {& c  H0 r+ K  x. O1 q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。! z) z" n# V4 H* g8 q+ O

    , d% k6 B! l( _1 `5 L7 I/ A. ^0 [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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    赫然
  • TA的每日心情
    擦汗
    15 小时前

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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
    % {3 E2 D6 f  S: f6 |- h. L. p
    不爱吱声 发表于 2012-3-1 13:04
    - m3 R4 r; [" `( ~0 f5 g+ q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/ Y# E; j: Z0 o8 r5 n; x4 r, i

    2 T7 M2 C# M" q9 ?& N. E这个设想是这样的。
    6 r* [6 ?+ k! c3 f" L  v4 T- I; ^0 z, u" E
    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？ % |& D8 P4 g5 j' P& X; s
    2 b7 J9 b& W9 u9 X; Y* @
    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。
    % L2 @; a+ v$ v. k3 T, W5 m, N7 D8 d1 c/ O  W7 m+ X
    " D4 X9 `8 w- F0 e# D1 Y
    , h4 a% g4 `" o$ e) Z3 K4 W
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    不爱吱声
  • TA的每日心情
    奋斗
    2022-2-8 01:13

    • 签到天数: 171 天

    [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 ( t! C( B) ], `, M* }
    这个设想是这样的。
    - B# s. ?: g# q  v* r
    1 F8 a3 A) c( i, G5 |- T$ F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 ...

    " R) Y; e! t( @9 u
    * q: r7 i( K" G1 C0 L% D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。0 w% a3 j, Y, q  u: R, B2 l0 D% \! f" E

    " r. ]: a; x! _. q3 ?' g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。
      l4 d2 H0 c8 m7 k! X
    9 v( G. w; [* }- I8 E8 k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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    赫然
  • TA的每日心情
    擦汗
    15 小时前

    • 签到天数: 3150 天

    [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
    3 i2 ?# B2 `: z. j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 ...

    4 t2 I9 ~6 y9 D; H: a' e% R. d8 p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。% N7 S7 f( X) |& p6 U

    % p. a3 Q$ ]2 d/ O& |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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    不爱吱声
  • TA的每日心情
    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
    ' F8 Z( A; j2 {( `% k7 f$ ?; |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 ...

    7 f$ _. C! s$ C+ j4 h: uSolidwork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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    赫然
  • TA的每日心情
    擦汗
    15 小时前

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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
    2 T' S5 B8 z1 FSolidwork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
    % t* q1 {* s8 v2 B& G. T- N% s
    只是看了看应力。/ H! q) b; x& Q4 _) H

    , z, M+ ?& z! ~) h* p上班时间不务正业么，要低调！
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    MacArthur
  • TA的每日心情
    开心
    2023-3-1 00:08

    • 签到天数: 2397 天

    [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
    ( B; ]% [$ M' f, z4 [* u! I这个设想是这样的。  J; Q+ v8 V' u6 N+ [* e

    4 ~/ y% S. z# o) L* J" I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 ...
    ; l) U* p+ P6 t
    合着你这个“Genius”居然没有想明白啊。。。 # `) ~9 y3 {: ?8 q

    8 J  ^0 E% D, ^. ]* B6 G. J% G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。。。
    0 S3 x2 A: m# y0 L9 R' t1 Y8 p% Z  o
    ' ]( U' f: x% k# q1 U0 T) ^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。。。 # k% f! a2 R0 k9 ^3 d0 J
    ( d4 T* n6 ?; W( Q3 T3 S# L! H& D
    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。。。
    8 V* |& M  |+ w1 A
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    不爱吱声
  • TA的每日心情
    奋斗
    2022-2-8 01:13

    • 签到天数: 171 天

    [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 . k  n- b& n/ s( A& F1 k* o
    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。。

    3 y/ C7 Q+ c2 h& L& d1 V* n  W/ p' b5 L- E
    麦克牛,一语道破了流固耦合的重要性. b/ W) M; q7 e; q3 ]8 B
      S5 z+ ~/ |' G4 j2 d' H
    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.
    ( x% \: C7 l& N7 d  Q6 t, ]4 S) ]1 E& o+ j) d( @7 F4 P4 C6 {+ P* Z
    而且麦克说的“压缩-拉伸-压缩”,也很有洞察力,这就是水的cavitation...
    $ X( p5 E0 l( d+ m
    " N, U- \: c# Z+ ]( g& p! L$ X% E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 x5 H5 v8 n9 j/ W5 \6 H; w
    3 f7 f! C0 j6 [8 x+ {' T
    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。。。
    : Q8 U( \: p5 m. }! ?
    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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    MacArthur
  • TA的每日心情
    开心
    2023-3-1 00:08

    • 签到天数: 2397 天

    [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 ; ^, q1 m7 o! \5 R
    麦克牛,一语道破了流固耦合的重要性
    ! ]* S( u; A3 m" l7 e5 W9 H6 ~
    + W4 e, P  u- s) E7 b8 l, {/ O, E" z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 ...
    ! }1 _9 {9 T, t; Y/ E9 H3 h" O
    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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    赫然
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    擦汗
    15 小时前

    • 签到天数: 3150 天

    [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 $ \* U- b0 N* Q( V
    合着你这个“Genius”居然没有想明白啊。。。   Q$ l3 z: ?5 d( o
    3 @; b8 z* U7 [# a+ u6 F
    因为液体的不可压缩性，你这个液态填充夹层使内外 ...

    & E2 Q2 f; T) \: @  e4 J5 x- ]居然讽刺俺！！！% T- Q& g5 a9 v, B9 T8 l" c2 o2 a8 O

    $ r4 H2 e* Z* i! @: I7 f你的考虑是对的。但同时也是不全面滴 （好官话呀）。" ?# o; [4 `7 A

    + Q' T7 Y9 p! Q7 P7 a' @) n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。
    , A2 `2 H- z( c" g* K0 ]& p2 }4 `3 U5 C3 b: S+ Y& {' d% p4 I  p
    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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