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1、一重复核袭击冲击波对目标破坏效应的研究绪梅王良厚木董江涛( 防化指挥工程学院，I c 防化研究院)核武器的小型化、精确打击手段的发展及目标防护能力的提高，使得目标遭重复核袭击的可能性增大。当一个目标先后遭受两次以至多次核袭击时，在首次遭袭后，目标的抗力将发生变化，依据目标的质地特征和再次遭袭的毁伤值大小，再次遭袭后，目标毁伤情况如何变化?对爆炸冲击波的数值模拟，大致有三种方法，第一种，是一种解耦的方式，即将随时间变化冲击波压力荷载直接作用于目标；第二种，在不考虑爆炸材料内部变化的情况下，可用高温高压的气体来模拟爆炸。在充满理想大气的空间中定义一个区域，在该区域内充斥着高温高压的气体。爆炸发生时
2、该区域内的高温高压气体迅速向各个方向流动。形成波阵面；第三种，直接定义化爆炸药。在充满理想大气的空间中定义某些欧拉单元具有爆轰产物状态方程，这些单元就是数值模拟的炸药。在分析过程中，这些单元会发生爆炸，从而形成冲击波。本文采用第三种方法模拟多点爆炸冲击波效应。1多点爆炸效应的有限元实现爆炸空间采用4 m X 2 r e x 2 m 的充满理想大气的空间来模拟，并采用E u l e r 八节点六面体单元( C H E X A ) 进行划分，单元尺寸为0 2 m 0 2 m 0 2 m 。起爆之前，爆炸空间内充满了压强为1 个大气压的理想气体在D Y T R A N 中用E O S G A M卡定
3、义气体的本构关系，即采用Y 律状态方程描述的理想气体，其中压力是密度、比内能及理想气体比热比的函数：P = ( 7 1 ) p P在这里，空气密度取1 2 9 k g m 3 。比热比取1 4 ，比内能取1 9 3 8 1 0 5 2 m s 2 为模拟冲击波在空间中的传播及反射，将模拟的爆炸空间除底面外的五个面均设为材料流入流出面，边界面上设定压强为1 l O P a 。1 1 炸药的定义确定爆源参数炸药爆轰产物状态方程是描述炸药爆轰状态之后的爆轰产物系统各物理量之间的关系式。目前。已有多种发展比较成熟的爆轰产物状态方程形式，如等熵Y 律状态方程、B K W 、L J D 、J C Z 及j
4、 W L 状态方程等。1 9 6 5 年，L e e 等在J o n e s 和w i l k i n s 的工作基础上。提出了J W L ( J o n e s W i l k i n s L e e )状态方程，其形式为一4 ( ，一署) e - a t l n + B ( - 一却e - a 2 l r l + q P o P式中：P 为爆轰产物的压力，A ，B ，R 1 。R 2 和为J W L 状态方程参数，e 为炸药的比体积内能，1 12 p ，p D ，p 为总体材料密度。p o 为爆炸材料密度这些参数值一般来说是用试验方法确定的，不同的化学炸药其参数是不一样的。采用J W L
5、方程能比较精确地描述爆轰产物的9 5 3膨胀驱动作功过程。在本文的工作中设定炸药的密度为1 7 1 7 k g m 产生的冲击坡速度为7 8 9 0m s 比体积内能为03 7 G P a ，J w L 状态方程参数 = 5 2 42 G P a ，B = 76 7 8 G P a ，R 1 = 42 + R 2 = 1l ，o 弧03具有m 类型状志方程的欧拉单元在分析过程中会拉生爆炸。在D Y T R N 中必须有一张D E r S P B 卡用来定义起爆点的位置、起爆时间、爆炸渡的传播速度。程序据此计算每个炸药单元的爆炸时间。不具有J 礼型状态方程的单元不受影响。正是因为可咀设定不同炸药
6、的起爆时间，因此该方法可咀用来模拟重复袭击冲击波。12 对多种爆炸情况的考虑在重复袭击冲击渡效应的模型建立过程中首先设定爆炸材料的总装药量不变，分别考虑了四种爆炸情况丹别是：a 情况1 ：将总装药量分为两等份，设定爆炸时间为同时。b 情况2 ：将总装药量升为两等份，设定爆炸时间问隔为l O ”s 。c 情况3 ：将总装药量分为比例为I ：3 的两不等份，设定爆炸时间问隔为t o gs 。d 情况4 ：将总装药量作为一个整体爆炸13 冲击波的传播按输出时间步长为3 一s 以计算时间为O0 2 s 接每5 0 个步长输出结果进行计算，可得冲击渡传播不同时刻的云统图。为了更好地反映冲击渡对目标的作用
7、情况，特别将爆炸岳前5 0 0 # s 按每5 个步长输出结果。下面四图分别显示上述四种情况从起爆时算起t = 5 5 # s 时刻的冲击波在空间中的云纹圈，由图l 4 可知，此时冲击波已传播至目标所在位置，井与其相互作用。日“二一 兰蛙卫尘生坚图1 总装药量分为两等份设定爆炸时间为同时的冲击波传播云纹图设定爆炸时间间隔为l O 卢s 的冲击波传播云纹图3 的两不等份，设定爆炸对同问隔为1 0 芦s 的冲击图4总装药垦作为一个整体爆炸的冲击波传播云纹图从上面的冲击波在空间中的传播云纹图我们可以看出对F 两点爆炸，它与我们熟悉的单点爆炸有着很大的恒别。单点爆炸产生的爆炸冲击波以球面波的形式向外传
8、播，冲击波压强由爆炸点向外依次递减而对于两点爆炸，在爆炸初始时刻，冲击波也以球面波的形式向外传播，但当两球面波相遇时，在相遇面上会产生合成波，合成波的大小由爆炸材料以及爆炸点的位置有关。如情况l 和2 中所产生的冲击波最大值比情况4 中产生的大出2 5 左右，而爆炸3 中产生的冲击波最大值却比情况4 中产生的冲击波小2 0 左右。图5 显示在四种情况下目标所在位置附近第8 9 7 号欧拉单元的压强曲线：IS 0 * 0 0 912 5 + r J 0 9叱I L l10 0 0 0 9次7S 0 Q 0 8 I L l罡so o 0 0 825 0 + 0 ) 80U R E U R E U
9、R E U R Ec y c l et i m e图5目标附近爆炸空间内某单元压强对比图对比四种情况可知：首先，四种情况的超压持续时间相当。对于情况l ，2 所产生的重复爆炸冲击波，它比单次爆炸产生的冲击波的峰值要大出3 0 左右，而且，它对模型的冲量较单次的要大好几倍。此外，从情况l ，2 与情况3 相比较我们可以看到重复爆炸的破坏效应还与定义的模拟爆炸材料有很大关系。1 4 目标的塑性应变图6 是四种情况下目标迎爆面上第2 0 0 1 号L a K r a n g e 单元的塑性应变曲线对比图：90 0 _ 0 D 27S _ 0 0 260 D 0 0 25 0 _ 0 0 23 0 0
10、 _ 0 0 21 5 D _ 0 0 20 L E G E N D E l e m e n lZ 0 0 1E F F P L 4 NE l e m e n tZ 0 0 1E F F P L 4 NE l e m e n t2 0 0 1E F F p t - I NE l e m e n t2 0 0 1E F F P L 4 No c l et l m e图6目标迎爆面上某单元塑性应变对比图从图6 我们可以看到。四种情况下目标都出现了塑性应变，但尚未失效。与情况4 相比，情况1 和2 目标发生的塑性应变要大出近两倍，而情况3 却比它小这符合前面的冲击波压强比较曲线结果，两者都说明两点爆
11、炸可以产生比其同当量的单点爆炸更大的破坏效果。9 5 62 计算结果与分析( 1 ) 模型实现了总装药相同时单点爆炸和两点爆炸的冲击波效应的对比分析。两点爆炸产生的冲击波峰值要比单点爆炸产生的大，对目标的破坏程度也要大。( 2 ) 模型实现了两点爆炸装药量不同时产生的冲击波效应的对比分析。对于总装药量相等的不同比例分配的两点爆炸，其产生的冲击波效应存在一定的差异。9 5 7重复核袭击冲击波对目标破坏效应的研究重复核袭击冲击波对目标破坏效应的研究作者：绪梅， 王良厚， 董江涛 作者单位：绪梅,董江涛(防化指挥工程学院)， 王良厚(防化研究院)相似文献(9条)相似文献(9条)1.期刊论文 霍丽杰.
12、金贞顺.李莉.何梅芳.陈淑敏.HUO Li-jie.JIN Zhen-shun.LI Li.HE Mei-fang.CHEN Shu-min 边境地区未来核袭击后的护理特点及应解决的问题 -护理管理杂志2005,5(10)边境地区的军队医院位于军事斗争的前沿,在应对核威慑、核反击作战的卫勤保障中,要求护理指挥机关和护理人员要具备快速反应能力.研究了未来 核袭击条件下护理工作的特点:核袭击突然发生,护理保障任务艰巨;核伤员成份复杂,护理保障范围拓展;医院可能同时遭受核污染,护理工作展开 艰难;护理储备力量有限,国防动员工作艰巨;核伤员病情较复杂,护理技术要求特殊.为增强快速保障和持续保障能力,保
13、证反侵略战争的胜利,当前护 理工作应解决的问题:建立核袭击后护理工作总体预案;制订规范化的核伤员护理技术常规;研究核伤员护理设备物资标准;加强护理队伍应对核 袭击的培训.2.期刊论文 霍丽杰.金贞顺.李莉.何梅芳.孙冰 未来核袭击条件下的护理对策研究 -解放军护理杂志2006,23(6)为提高未来核袭击条件下的保障能力,要求医院制订护理工作预案,要求有护理核伤员的人力和物力,要求护士具有核伤员护理技术、洗消放射性污染 和自我防护的能力,这对于做好当前军事斗争卫勤准备具有重要的现实意义.根据未来核战的要求和存在的问题制订了相应的对策:(1)强化战斗队意识,加 强战备工作教育;(2)建立护理工作预
14、案;(3)编写;(4)根据核战要求制定核伤员护理训练计划,并建立心理防御机制.3.期刊论文 霍丽杰.金贞顺.李莉.何梅芳.孙冰 边境地区未来核袭击条件下的伤员护理对策研究 -解放军护理杂志2005,22(11)现代局部核战争的发生将是以快速、短暂、突袭的方式发生,地处边境地区的军队医院,位于军事斗争最前沿,为提高未来核袭击条件下的保障能力 ,要求医院制订护理工作预案,配备有护理核伤员的人力和物力,护士具有核伤员护理技术、洗消放射性污染和自我防护的能力.根据未来核战的要求和存 在的问题制订了相应的对策:(1)强化战斗队意识,加强战备工作教育;(2)建立护理工作预案;(3)编写;(4)根据核战要求
15、制定核 伤员护理训练计划,并建立心理防御机制.4.期刊论文 艾国平.徐辉.李蓉.粟永萍 如何为部队官兵讲好核武器损伤与救治这门课 -西北医学教育2007,15(6)未来战争是核威慑条件下的高科技局部战争,如何应对核袭击或核事故下的医学救援,让广大的官兵和人民群众了解核武器损伤的因素和致伤的特点 以及如何救治是防原医学的重要任务,本文针对不同文化层次的学员较为详尽地介绍了核武器损伤与救治学.5.会议论文 王善强.沈春霞 核和辐射恐怖威胁分析 2007美国“9.11“恐怖袭击事件的发生,使核和辐射恐怖威胁更加现实地存在.对核袭击恐怖、放射恐怖、破坏核设施等几种方式的威胁进行了简要分析,结 合核和辐
16、射恐怖威胁特点,给出了防范建议,其中恐怖分子实施放射恐怖的可能性较大,应是防范核和辐射恐怖的重点.6.会议论文 李冬冬.汪广兴 核爆炸对登陆场毁伤效应初探 本文着重讨论登陆场滩头阵地进攻战斗中,当量为0.110kt的轻型战术核武器低空、地面和水面等几种可能的核爆炸方式下,对无工事依托或工事极 其简陋,基本等同于暴露的人员;以及对轻武器、成建制的连、营、团、师所属火炮、装甲车辆、汽车、水陆两栖坦克等的毁伤情况,对评估我军在登岛作 战中可能遭敌核袭击的毁伤后果,具有一定的参考价值.7.会议论文 王善强.张旭东.肖敏芝.贺凯.李润新.苏旭军 大区域放射性污染源项调查技术 一般地讲,大区域放射性污染场地是指发生重大核事故、遭受核袭击、遭受核和辐射恐怖袭击或进行核武器试验后所造成的污染场地.针对大区域放 射性污染场地具有污染面积大、污染类型多、污染形式复杂等方面的源项特点,介绍了大区域放射性污染场地源项调查基本技术途径,
