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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
    16 小时前

    • 签到天数: 3323 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
    2 D1 n; D1 g, H" g5 c/ j& o: j2 Y% W不爱原来是研究这个的。那怎么自己还不买枪啊？

    6 @& g6 W$ W& H6 L  [  {7 u. U; f主要是看不上。
    ) j# L( q6 `) [2 e6 w7 r
    , t" w2 ]7 g3 T1 B5 f5 q3 X8 K6 u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 0 A# z5 y3 }8 X, i: `2 @
    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。
    $ F  f3 f/ h" A  o/ t" v2 e+ ?

    6 K  ~: p- P3 ?7 B, i8 c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.
      X7 @5 N6 g/ z" r( _: g- M6 N- w: i6 P" B
    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 [- f3 Y5 N3 T* J
    你的方向对了，解决方案正是三明治结构, sandwich structure
    4 V5 K  B, ^& G* 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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    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 4 c& E+ t4 p$ P1 r4 g# R2 q. |5 N; ~! ]
    这是甲板么？三明治结构让我想起坦克的复合装甲了～～

    5 G$ a. ]4 T$ E: U: Y不是甲板,是船体面板.6 _  P: q4 T' t
    9 B( w& X, ^- r0 w
    设计思想大相径庭,虽然都是复合结构.
    6 e  F9 t) P- O& r* F5 t/ }: Q9 z. F$ l9 U, ^
    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.. K1 M4 E) \9 c4 v, B) D

    $ X$ D* a* p0 A4 [" W1,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 Q) i, y2 l8 i% F
    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.2 \% g+ J+ Q* I. ~- W+ {0 f

    ' G! M; X0 c7 Z9 f7 x2.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.7 X' P" B2 s' 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.
    2 S1 ?8 T/ [1 l7 D8 Z) f& c
    % F* a* L9 e2 Y) x7 K6 b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
    & G$ b; W+ c- j! L% y! l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 ...

    0 g& _0 q* f: d' ~4 n( P# r5 E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
    16 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
    , ~+ v1 x+ M5 a) ]3 z- x你的方向对了，解决方案正是三明治结构, sandwich structure

    + m' `* z6 S6 J4 y0 o  \# I# |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

    • 签到天数: 171 天

    [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
    / C  y+ L* t* h6 i7 _% f
    赫然 发表于 2012-3-1 11:02
    & N" n" b7 Z( ?" a- D7 u4 `/ }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。 ...
    ; ^  }! U5 {) f
    ! z" V5 `- M3 y! G4 `  p3 q* j- T
    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
    16 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
    ( }3 x# ~$ n$ ^2 ^7 }4 v$ J1 a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 ...
    - W' b: n% k! i
    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）。3 x0 [! [3 B6 D- ~' k5 S% t7 K3 F- {1 w
    ( A7 z7 n% D9 _9 A+ c; `. h/ k
    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 0 T- o7 ~9 s' r; n
    赫然 发表于 2012-3-1 11:57
    0 V" S& M! P* D% Z3 f5 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 ...
    # b2 K+ N7 {! ~2 n0 [% Y" ~  f- I: b
    4 S, n4 W( `3 g2 i  A6 n* D
    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。- s5 E1 N0 h/ L0 q

    5 Z, c. m4 O3 m4 x; ]# ^/ t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。
    2 J* F4 T" y0 C% x! u; O. i
    % ~) s2 x& C+ _3 ?) _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
    16 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 , i1 ?- W2 `$ @8 G4 \) U% H
    不爱吱声 发表于 2012-3-1 13:04 ! R; Q( t5 j- j  h
    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 ...
    " q' f9 o4 f" \. e* G( m$ N/ T0 O
    ' |3 ], w3 i3 R. }0 y& q% ?
    这个设想是这样的。2 m! l1 T$ O3 R

    $ Q& {4 Y) j  I% M4 w! h9 A3 Q& J" B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？ * ]# c0 R$ n& w0 `7 z$ y1 n: l3 }

    * P* M# h6 h0 `& o. U( L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。% X% b- n! [/ f9 |; c

    & y0 ?  E) I# S8 r6 J
    # r2 A9 \6 h7 ~
    , T$ O, x6 k5 p" @$ }. H8 Z
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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 . f- ~3 u- L+ ^; v, b# c. O
    这个设想是这样的。( j9 ]! z, \' V

    . v7 `  y* k% ?+ ]: ^* p. 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 ...
    3 D* u& y. [- Y( {8 ~
    * j; P& T6 U6 J' B' f4 x1 W" O9 ^
    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。" f" m+ T1 t, B7 s7 A  c' u8 B

    2 i. p  _# L" ^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" v9 |' h6 e' d* B
    " A7 d4 Z. m5 N# L- m, p
    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
    16 小时前

    • 签到天数: 3323 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
    - W# ~7 K' C( C% \- e' M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 I6 g5 H6 N2 s8 l! 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。+ k& C, T4 [' K6 Y; S& X  J

    " E3 o# S! l' R0 v1 B6 G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 - ^4 E. _+ @& y  E! ?' L  c( 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 ...

    8 O& S. ]7 {& I6 a! \, k' XSolidwork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
    16 小时前

    • 签到天数: 3323 天

    [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
    ' p: O! i7 _$ f- y! I: E3 B* [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
    ! B9 X  e" R+ u2 B+ \* O
    只是看了看应力。1 A' R9 \: @% u6 R" M
    & K+ r" t! n4 p. `* Z
    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
    8 g( B: g! j* Z这个设想是这样的。
    , k& _/ y# T& x' P7 S" i1 n, L1 i. M; a6 \6 q2 Z* `8 K4 F+ 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 ...

    " y: p6 Y, U) ?* O合着你这个“Genius”居然没有想明白啊。。。 & @. r: G0 L: h9 s! D! {
    & M; T5 [9 Y9 q8 V! t1 W" T  Q
    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。。。 6 P/ S6 v4 m9 `& C- s# Y4 S; a
    : `4 a' s- u# K( \5 H+ F. _) [# I
    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。。。
    " \, E0 v1 g- l" J* r! `5 |, w3 F" o: P) }  M/ S
    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 R3 p- Y3 F' O  ]$ T
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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 ! ^. F) B. v- H  t+ K; T
    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。。

    , N& e* i) P* B% I% X4 `% w/ \. I# b& ^4 o1 x# h
    麦克牛,一语道破了流固耦合的重要性* c5 m+ W/ i' M# U# x$ ?9 m
    " `0 j. O- e( y- l  ^  _
    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 _, u! G, f0 }- s6 E/ |2 n  s8 @7 m( l: B* L1 A. f8 N* W
    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 Q/ B$ e1 ?& c
    $ ]6 W2 y# t# W$ U9 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...6 W+ L. j$ n1 q3 L
    ' L7 G4 O, F7 t1 W0 @4 ?
    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。。。
    1 n, W6 l% N8 a+ q
    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 : C3 R$ H) {$ t+ @; p
    麦克牛,一语道破了流固耦合的重要性: w/ F9 f) E( p3 H

    $ M1 e5 o7 h2 O* J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 ...
    8 g9 v3 I4 |" h
    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
  • TA的每日心情
    擦汗
    16 小时前

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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 5 W4 O# }* B# Y, ]% B
    合着你这个“Genius”居然没有想明白啊。。。 5 r+ [+ q) e$ S1 V
    . x$ X+ _) u2 J: {, b
    因为液体的不可压缩性，你这个液态填充夹层使内外 ...

    9 g/ s. s( X. ]+ ^6 K/ N居然讽刺俺！！！% s" b7 k+ t/ x; N

    : o: s1 ^5 I6 u: o; _0 V6 e你的考虑是对的。但同时也是不全面滴 （好官话呀）。
    ! l( K& d, H# R( ?
    ! K# C/ @2 z5 A% a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。% U; g9 ]8 e* k3 w- j; n: e$ _0 b
    8 F8 \; ~! K; p2 {# L0 l4 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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