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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
    7 天前
  • 签到天数: 3166 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 ( ^' f, A! {5 [
    不爱原来是研究这个的。那怎么自己还不买枪啊?

    2 s2 S0 S8 v6 ^( U7 H主要是看不上。
    $ l# q% E1 ^/ v- W3 a& v8 Q7 W5 }2 h6 l/ c
    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 2 Z& N' t: r% D" }% e
    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。

    5 H* R  a! n* r9 @9 G- a. B. W" O* J2 D, ~1 m
    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.9 N- x) h4 R; Y6 U! e
    - O( Q/ H5 ^0 P4 t
    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
  • 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
    ) ^* @5 q  B: p你的方向对了,解决方案正是三明治结构, sandwich structure

    4 F) p" a- Q/ R: @/ 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
    # J# ?. n  t- g) j这是甲板么?三明治结构让我想起坦克的复合装甲了~~

    9 y$ Y5 L5 [4 _, \2 _6 T不是甲板,是船体面板.
    % D1 x8 G5 q* }3 [
    ; F1 u. _4 S  H3 a. {3 L设计思想大相径庭,虽然都是复合结构.& ^$ u: M' ]; S. @+ b

    9 t. K! X+ C3 ~& F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.
    " N6 A2 \$ C/ S- f; w
    1 c8 ]9 F9 V0 C% 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./ J4 h8 p& V  y" o, \5 N1 L9 Y
    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.( B0 P2 L+ I+ ^  p
    3 I$ y8 }6 V: i) b4 z6 ?/ A
    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.
    ' J* F: X/ A) x5 N8 O7 D5 y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.
    . G/ d$ f. T7 o4 |7 e7 m4 c' A& |, U! d( C# v/ A0 p" m+ V. 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 / s: {  M( f* i
    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 l9 c7 U+ p& R  @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
  • TA的每日心情
    擦汗
    7 天前
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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 9 {, l$ X  D1 W
    你的方向对了,解决方案正是三明治结构, sandwich structure
    : e9 @; l6 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
    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
      }4 J/ I% r. |0 K# ], U
    赫然 发表于 2012-3-1 11:02 4 P  j; ?; h! F8 Q  ?2 U
    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。 ...

    # y: l8 q  [  D. T  l2 {! }  p
    2 |# f% B0 R9 P1 ~* E& o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
    7 天前
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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
    " [  E" b' C* P; h9 A# Q* s4 j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 ...

    6 n2 m' G/ w( `+ R) D+ w, ]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)。! M7 [2 a6 F+ r% k

    . K9 {% n( A) B8 ^3 [# ]至于能量吸收率,单位体积下的情况如何呢?
  • 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 4 t7 Z! L% M$ U6 _6 Q4 D" A5 x
    赫然 发表于 2012-3-1 11:57 ! z; n5 G6 L6 l) ~7 |9 ~
    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 ...

    * d: `5 q& F  ?) b
    # {" C2 U: p. q: o( F# U9 ^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。; D+ p3 k! {0 K, H- C/ r8 H8 o/ r. T# Z" N

    : o" b5 L, f) A% \( j  r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。
    ) T: d) A. N- p+ J" r, a% X$ `( @2 E5 Z- S# L
    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。
  • TA的每日心情
    擦汗
    7 天前
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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 9 H# S" W5 N  P/ K& X! K! ]
    不爱吱声 发表于 2012-3-1 13:04
    8 i: q1 K8 b  @& X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 ...
    9 |$ H8 U  P. G/ r+ l( ?

    1 \, f9 ]! H. Z( G. b这个设想是这样的。
    1 ^4 T  U# p/ _& t1 z+ P# L
    0 ?9 _) Z  q/ p' A/ L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?
    ) y4 c9 h' [' W5 L6 O/ P  F: a+ K) r
    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。
    5 l, Z7 e4 u0 [7 B2 X& {
      I0 o5 ~0 L7 W; G1 ]5 N! i! n# f

    ' r2 N9 u/ F( A
  • TA的每日心情
    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 - J4 N' ~. @, {( E8 Q: m6 V
    这个设想是这样的。1 q# j5 k9 u8 B
    % G$ d# }9 [4 P* u
    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 ...
    * p# I& y4 z5 g+ |

    7 I) L7 d/ @; ~9 |* G" j7 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。4 r) S) z# _  l5 c6 M. Z% r

      e, a0 x! B2 f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。: Q% C: D: D1 o1 Q: P1 \

    3 Q! m( [+ k5 A1 S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。
  • TA的每日心情
    擦汗
    7 天前
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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 " |% \" J; A$ z7 r$ r7 k
    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 ...

    1 N' g9 C$ E' V. ^7 `8 _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。- p5 e, g; f: @' d" S: q5 K
      T9 r4 h- z0 A5 K+ n- Y+ w* W* t7 U
    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。
  • 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 0 _1 t$ w/ {0 k0 d
    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 ...

    ; V/ O0 q) c% ~7 G& k* o$ aSolidwork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
    7 天前
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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
      v) V! ]( j; X* W2 a1 o6 {4 E  iSolidwork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
      z) H/ D+ U5 q  W& q! {
    只是看了看应力。
    3 q/ z! A% e9 Z$ q
    ) H! }0 K4 e" J* m/ R, l上班时间不务正业么,要低调!
  • TA的每日心情
    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 4 \6 G& {0 J9 C' g4 c4 j; z" l
    这个设想是这样的。+ b  @0 c( A6 D) X8 n

    0 f& A7 q  Y! [6 Y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 ...

    1 Z% q: ]1 r" N) Z# o: d合着你这个“Genius”居然没有想明白啊。。。
    ; E# D/ T) z' m: p! P5 @: s
    ) j# n; U/ |- U2 l. ^. b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。。。 2 f6 p9 p7 W4 {

      w4 t1 i! J; |% m7 c3 a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。。。 ; S. O0 `' X. S: B8 d8 [& P$ H. u
    ; J. Z+ e$ _: F& P- l% M8 m; c
    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。。。 2 ~) J: g* Y6 c3 w* |6 A5 ^
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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
    ) ~% {# V( d% R3 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。。

    & v; L6 d7 O+ I9 @( _
    : S: A0 j% P7 M1 X' F9 p: _" i1 J麦克牛,一语道破了流固耦合的重要性
      |8 U9 G* s( e9 s) {
    ) s& G9 h0 S8 w, x) Y) O8 |( s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.& ]  ]1 J2 ?5 Q* g

    6 t8 l" g1 D  p! 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...7 c$ P, [1 U* }3 M) N
    1 T( F! o$ U. L' t  m9 r9 o: m
    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...: k4 L1 ~) i0 l4 @# C# a
      S6 H, h( Z8 a$ n, A
    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。。。
    # l0 L/ c4 M! f' j; I
    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
  • 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 ( ?$ b  ?3 b/ d& @; H
    麦克牛,一语道破了流固耦合的重要性3 O5 X- j% T9 b1 q" n

    6 o  O8 O' c2 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 ...
    & ?% W$ i  q" f. P0 G4 e
    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。。。
  • TA的每日心情
    擦汗
    7 天前
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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
    # |" I0 z  [' Q, u: Y) e0 h合着你这个“Genius”居然没有想明白啊。。。
    5 ]. P. \3 m( o" J2 A3 Z3 t7 y7 \! C, y6 ]% _/ c
    因为液体的不可压缩性,你这个液态填充夹层使内外 ...
    * y+ }/ F- p3 f  @, v
    居然讽刺俺!!!
    " E. M" m3 B3 _3 x8 e. m2 y1 M7 b# K$ G6 C+ I
    你的考虑是对的。但同时也是不全面滴 (好官话呀)。3 x+ }% V; B. |8 ~5 _2 m- |5 Q

    # R( H& H' b* v; W( D" ]. B1 g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。( v% Y0 [8 K2 k7 T9 `" |! ^& H

    2 J- x; G& E  l9 Z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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