本書主要針對強脈沖X射線誘導結構響應的實驗模擬問題，系統(tǒng)介紹了近年來的最新研究成果。在簡要介紹強脈沖X射線熱－力學效應及其實驗方法的基礎上，重點介紹了炸藥條加載模擬實驗技術及其數(shù)值模擬、等效性分析的方法和實例，然后介紹了柔爆索加載模擬實驗技術、光敏炸藥加載模擬實驗技術，最后根據(jù)作者長期實踐經(jīng)驗，對結構響應實驗研究中的測試分析技術進行了簡要介紹和總結。本書取材經(jīng)典、全面，概念清楚，推導嚴密，以期形成一個集理論基礎、實驗方法、實驗分析和測試技術為一體的完備知識體系。
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目錄
第1章 緒論 1
1.1 問題的提出 1
1.2 研究的方法 2
1.2.1 基本方法 2
1.2.2 模擬實驗技術 2
1.3 本書的主要內(nèi)容與特點 2
參考文獻 3
第2章 強脈沖X射線的熱-力學效應及其實驗方法概述 5
2.1 X射線的基本知識 5
2.2 強脈沖X射線的特征 6
2.2.1 時間譜 6
2.2.2 能譜 7
2.2.3 能注量(曝輻射能)的空間分布 7
2.3 強脈沖X射線與物質(zhì)的相互作用 8
2.3.1 光電效應 9
2.3.2 康普頓散射效應 11
2.4 強脈沖X射線的能量沉積 12
2.5 強脈沖X射線的熱-力學效應 13
2.5.1 材料響應與噴射沖量 14
2.5.2 結構響應 15
2.5.3 破壞效應 17
2.6 強脈沖X射線熱-力學效應的實驗方法 17
2.6.1 適用于材料響應或小實驗件結構響應的實驗方法 17
2.6.2 適用于大尺寸實驗件結構響應的實驗方法 18
參考文獻 20
第3章 炸藥條加載模擬實驗技術 22
3.1 模擬實驗的基本原理 22
3.2 模擬實驗的基本流程 23
3.3 片炸藥的基本參數(shù)確定 25
3.3.1 最小穩(wěn)定傳爆尺寸與搭接方式確定 25
3.3.2 比沖量測試(標定) 26
3.4 炸藥條分布設計方法 32
3.4.1 基本設計方法 32
3.4.2 快速設計方法 33
3.5 炸藥條傳爆方式 34
3.5.1 整段加載時的基本傳爆方式 34
3.5.2 分段加載時的段間銜接 36
3.5.3 有關炸藥條引爆、傳爆的注意事項 37
3.6 實驗布局 37
3.7 加載總沖量校核 38
3.7.1 基于高速攝影的校核方法 38
3.7.2 基于激光測速的校核方法 44
3.8 實驗結果應用與結構響應規(guī)律小結 44
3.8.1 實驗結果的應用 44
3.8.2 結構響應規(guī)律小結 45
參考文獻 45
第4章 炸藥條加載實驗的數(shù)值模擬方法 47
4.1 爆炸與沖擊問題數(shù)值模擬的基本方法 47
4.1.1 控制方程組 47
4.1.2 空間有限元離散 50
4.1.3 高斯積分與沙漏問題 52
4.1.4 時間積分和時間步長控制 54
4.1.5 應力計算 55
4.1.6 沖擊波與人工體積黏性 56
4.1.7 滑移算法和接觸算法 57
4.1.8 流固耦合處理 58
4.2 炸藥條加載實驗的流固耦合數(shù)值模擬方法 58
4.2.1 材料模型 59
4.2.2 數(shù)值建模方法 63
4.2.3 計算實例 65
4.3 炸藥條加載實驗的解耦分析方法 74
4.3.1 單炸藥條載荷模型 75
4.3.2 解耦分析的數(shù)值建模方法 78
4.3.3 二維解耦分析實例 79
4.3.4 三維解耦分析實例與實驗驗證 80
4.4 旋轉(zhuǎn)相似載荷下軸對稱結構彈性響應的快速算法——旋轉(zhuǎn)疊加法 82
4.4.1 旋轉(zhuǎn)相似載荷的定義 83
4.4.2 旋轉(zhuǎn)疊加法的推導 84
4.4.3 旋轉(zhuǎn)疊加法的應用及驗證 85
4.4.4 幾點討論 99
參考文獻 100
第5章 炸藥條加載實驗的模擬等效性分析方法與實例 102
5.1 模擬等效性的概念與研究思路 103
5.1.1 模擬等效性的概念 103
5.1.2 模擬等效性的研究思路 103
5.2 模擬等效性的評價與表征方法 104
5.2.1 模擬等效性的評價指標定義 104
5.2.2 模擬等效性表征方法及其物理意義 105
5.3 圓柱殼分析實例 107
5.3.1 計算模型 107
5.3.2 計算結果與分析 108
5.4 圓錐殼分析實例 116
5.4.1 計算模型 116
5.4.2 計算結果與分析 117
5.5 進一步討論 123
5.5.1 載荷脈寬對等效性的影響 123
5.5.2 滑移載荷對等效性的影響 125
參考文獻 127
第6章 柔爆索加載模擬實驗技術 128
6.1 基本原理與實驗流程 128
6.2 柔爆索的爆炸特性及其測量方法 129
6.2.1 爆速 129
6.2.2 碎片的粒度 129
6.2.3 碎片飛散角度與速度 130
6.2.4 線動量 130
6.3 柔爆索的排布設計方法 133
6.3.1 針對圓柱殼的二維排布設計方法 133
6.3.2 針對圓錐殼的三維排布設計方法 134
6.4 柔爆索的排布與引爆技術 140
6.5 應用實例與討論 142
6.5.1 圓柱殼加載實例 142
6.5.2 圓錐殼加載實例 145
6.5.3 討論 147
參考文獻 148
第7章 光敏炸藥加載模擬實驗技術 149
7.1 基本原理與實驗流程 149
7.2 光敏炸藥性能及比沖量標定 150
7.2.1 光敏炸藥及其性能 150
7.2.2 比沖量標定 152
7.3 光敏炸藥噴涂與載荷分布校核技術 153
7.3.1 光敏炸藥噴涂技術 153
7.3.2 局部載荷分布校核技術 155
7.4 光敏炸藥的引爆技術 158
7.5 光敏炸藥與其他加載技術的比較與發(fā)展趨勢討論 159
7.5.1 三種模擬實驗技術的比較 159
7.5.2 模擬實驗技術的發(fā)展趨勢 160
參考文獻 161
第8章 模擬實驗中的測試分析技術 162
8.1 動態(tài)應變測試與分析技術 162
8.1.1 測試原理 163
8.1.2 測試系統(tǒng)搭建 164
8.1.3 干擾抑制與沖擊防護 164
8.1.4 測試數(shù)據(jù)的降噪處理 170
8.1.5 等效應力分析 172
8.2 動態(tài)加速度測試與分析技術 172
8.2.1 測試原理 173
8.2.2 測試系統(tǒng)搭建 174
8.2.3 傳感器安裝方式對頻響特性的影響 174
8.2.4 沖擊響應譜分析 177
8.3 電渦流式動態(tài)位移測試技術 182
8.3.1 測試原理 182
8.3.2 測試系統(tǒng)搭建 183
8.3.3 電渦流位移測試要求 184
8.4 PVDF動態(tài)壓力測試與分析技術 186
8.4.1 測試原理 186
8.4.2 測量結果修正 188
8.4.3 應用實例 188
8.5 高速攝影與分析技術 189
8.5.1 測試原理與設備 189
8.5.2 圖像處理與關鍵參數(shù)的提取 190
8.6 LDV速度測試與分析技術 191
8.6.1 測試原理 191
8.6.2 數(shù)據(jù)分析方法 191
8.7 測試分析技術發(fā)展趨勢 193
參考文獻 194
第9章 炸藥條、柔爆索加載實驗安全管理與技術 196
9.1 實驗安全的重要性 196
9.2 爆炸加載實驗相關安全生產(chǎn)法律法規(guī)要求 197
9.3 炸藥條、柔爆索加載實驗安全技術要點 198
9.3.1 炸藥條安全切割技術 198
9.3.2 柔爆索安全切割技術 198
9.3.3 電雷管安全使用技術 199
9.4 炸藥條、柔爆索加載實驗安全操作規(guī)程要點 199
9.4.1 人員和場地要求 199
9.4.2 炸藥片/柔爆索的取用和運輸 199
9.4.3 炸藥條/柔爆索切割 200
9.4.4 炸藥條粘貼/柔爆索安裝 200
9.4.5 雷管安裝與點火電纜連接 201
9.4.6 起爆加載 201
9.4.7 實驗后檢查和處理 201
參考文獻 202
結束語 203
索引 205
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