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某复合材料厂为保护周边环境,选择在密闭结构中对板材进行爆炸焊接。与当前多数研究中所涉及到的结构内爆炸问题相比,该问题具有以下两点特殊性:一、炸药形状为扁平状;二、密闭结构具有高真空度。针对该问题,本文采用LS-DYNA软件,通过数值模拟的方式,着重对不同真空度条件下结构内爆炸冲击波特性以及冲击波特征载荷参数进行了研究。以下对本文的主要研究内容及创新成果进行说明。(1)验证数值计算方法的准确性。计算内容为球形TNT炸药在自由空气场中爆炸。首先分析数值计算模型的准确性,将炸药在标准大气中起爆所得冲击波的超压峰值与运用J.Henrych经验公式计算所得冲击波超压峰值进行对比,结果显示理论计算结果与数值模拟结果相差不大。之后计算空气介质的参数对冲击波超压的影响,计算发现,空气密度及初始压强越大,爆炸冲击波超压峰值越大,这与理论分析所得结论一致。最后,分析LS-DYNA的适用范围,将模拟所得不同初始条件下空气介质中爆炸冲击波峰值超压与运用奥尔连科云爆公式进行计算所得结果进行对比后发现,当研究对象的比例距离小于0.8m/kg1/3时,运用LS-DYNA可以较为精确的模拟不同初始压强空气场中冲击波超压峰值;当研究对象的比例距离大于0.8m/kg1/3时,LS-DYNA只适用于初始压强在0.1MPa-0.06MPa范围内的空气场。(2)结合某爆炸复合厂的生产实际,研究扁平状炸药在具有不同真空度条件的密闭结构中发生中心起爆时冲击波传播规律及结构内壁爆炸荷载分布规律。结果表明,在结构壁面各测点处,真空度越大,冲击波入射波超压峰值越小,冲击波最大超压峰值越大,比冲量值越大。在结构内部空气场中,冲击波超压的规律与结构壁面处类似。而对于比冲量值,在远离结构壁面的测点处,比冲量随着真空度的增大而减小;在靠近结构壁面处,比冲量随着真空度的增大而增大,这主要是由于在近结构壁面处反射波强度较大。此外,不同真空度条件下下,结构内部一定比例距离内的测点处入射波有多个峰值,只有首个入射波峰值超压受真空度的影响。(3)研究装药量对冲击波传播特性的影响。装药量的改变通过固定装药厚度,改变装药面积实现,结构顶面处首个冲击波超压值并不随药量的增加而无限增大,而最大峰值超压及比冲量值随药量增大而增大。结构上其余各测点处冲击波超压值及比冲量值均随药量的增大而增大。内部空气场中各测点处冲击波超压值不随药量的增大无限增大,而比冲量值则随药量的增大而增大。不同药量情况下,结构内部冲击波衰减规律类似。当爆心距在0.197m-0.742m范围内时,随着比例距离的增大,冲击波超压峰值按幂函数规律衰减;当爆心距在0.923m-4.964m范围内时,随着比例距离的增大,冲击波超压峰值按照多项式规律衰减。最大超压峰值则随着比例距离的增大,按照幂函数规律衰减。(4)研究长方体炸药几何参数对冲击波传播特性的影响。计算结果表明,大体积长方体炸药起爆后,冲击波传播特性较为复杂,爆炸冲击波特征载荷参数与炸药几何尺寸之间没有确定的数学关系。