设为首页收藏本站

爱吱声

 找回密码
 注册
搜索
楼主: 不爱吱声

[科普知识] 从爆炸力学讲起

    [复制链接]

该用户从未签到

发表于 2012-3-1 06:59:21 | 显示全部楼层
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
    17 小时前
  • 签到天数: 2829 天

    [LV.Master]无

    发表于 2012-3-1 07:46:35 | 显示全部楼层
    机器猫 发表于 2012-2-29 15:24
    * H; F' `' q+ b不爱原来是研究这个的。那怎么自己还不买枪啊?

    9 e: z' V- z$ r- O' |  h+ W, E" g- b. X& m主要是看不上。
    ) E. k6 q, s0 y' U! M, O
    ' ?" }; v, m% W不爱搞的比枪厉害太多了。
  • TA的每日心情
    奋斗
    2022-2-8 01:13
  • 签到天数: 171 天

    [LV.7]分神

     楼主| 发表于 2012-3-1 08:08:41 | 显示全部楼层
    erha 发表于 2012-2-29 16:59 : k) b  g& Q' B3 J' D5 j' y
    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。

    ( M& N& ~& d! [8 P. X- \/ l
    ) _( O! t( T; e3 h% W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.
    + z4 Y9 \* z" |- A% s0 w/ ^2 A* ~  o7 f: w
    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

    发表于 2012-3-1 08:47:35 | 显示全部楼层
    不爱吱声 发表于 2012-3-1 03:20 0 m( i8 h7 u& q4 |5 h% N7 m
    你的方向对了,解决方案正是三明治结构, sandwich structure
      U2 K' d$ o- t% |7 g" w3 W& }
    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
  • 签到天数: 171 天

    [LV.7]分神

     楼主| 发表于 2012-3-1 09:04:09 | 显示全部楼层
    一无所之 发表于 2012-2-29 18:47
    7 H$ O- o* c+ l; S3 |这是甲板么?三明治结构让我想起坦克的复合装甲了~~
    ' }1 P) i" c6 n+ L$ J
    不是甲板,是船体面板.0 J1 l6 |# ?8 k: L+ ?
    + g( F8 J/ P4 L& f' {
    设计思想大相径庭,虽然都是复合结构.( z2 w: U. A) K

    ( t! S% t0 d: V& a% O- d3 C8 ?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.+ q- C7 ?  f5 s6 j1 N
    9 O( f9 ^1 Z1 O7 a* M: O
    1,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.- _4 y9 M  a. O
    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.' S. }/ j8 z! B4 j9 W: h6 N
    ) u: P' ^, e3 j4 v6 C2 {: U
    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.- ?& M8 a, E2 N2 k% h6 I
    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.% b- J% a2 L( o, `- Z
    9 ]/ o+ `7 \/ r, q+ ~# h9 y
    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

    发表于 2012-3-1 14:17:46 | 显示全部楼层
    路过,顺便科普一下自己!

    该用户从未签到

    发表于 2012-3-1 23:36:18 | 显示全部楼层
    不爱吱声 发表于 2012-2-29 18:08 7 o4 x5 t0 e5 L& x/ Y* a' [6 V% G
    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 ...
    5 R5 ]( h7 z, F! c1 H8 z) T: a
    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
    17 小时前
  • 签到天数: 2829 天

    [LV.Master]无

    发表于 2012-3-2 01:02:39 | 显示全部楼层
    不爱吱声 发表于 2012-2-29 14:20
    # a. a/ q3 X' B, _; g; j6 {) ?你的方向对了,解决方案正是三明治结构, sandwich structure
    % Y4 {; M( t2 D/ R/ D7 W' Y" o* M
    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。
  • TA的每日心情
    奋斗
    2022-2-8 01:13
  • 签到天数: 171 天

    [LV.7]分神

     楼主| 发表于 2012-3-2 01:43:21 | 显示全部楼层
    本帖最后由 不爱吱声 于 2012-3-1 11:44 编辑 3 R, n6 u- [8 t& Y: t) a/ H  k
    赫然 发表于 2012-3-1 11:02 9 r- v* S( ]1 L* I& f
    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。 ...
    / B: [* ]( m. h# `) Z+ d
    % P; U+ G+ t% ?- h# 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
  • TA的每日心情
    擦汗
    17 小时前
  • 签到天数: 2829 天

    [LV.Master]无

    发表于 2012-3-2 01:57:20 | 显示全部楼层
    不爱吱声 发表于 2012-3-1 12:43 ) L0 J& B" `0 \% E
    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 ...
    ) \' e+ u  s  F8 F7 J
    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)。
    . b& D' z5 j+ T4 B! h" A
    : N  v+ k. B" i# O" L. m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
  • 签到天数: 171 天

    [LV.7]分神

     楼主| 发表于 2012-3-2 02:04:31 | 显示全部楼层
    本帖最后由 不爱吱声 于 2012-3-1 12:21 编辑
    * s( `4 I( n& @0 u( L$ r/ r
    赫然 发表于 2012-3-1 11:57 " H' g: i& J8 u$ H7 l, g9 A- Z
    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 ...
    4 E% |: \2 x1 F. F4 w+ X9 g9 w
    / y+ ^9 E- ]0 B; c$ Y" }
    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。
    # F' Z) A& N- w  ^. l2 _
    7 q0 p) C/ g  O; g% |1 v' b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。- N$ t8 j5 N* M$ P; s) w; S

    8 B5 i' @/ f0 p/ Y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
    17 小时前
  • 签到天数: 2829 天

    [LV.Master]无

    发表于 2012-3-2 02:31:47 | 显示全部楼层
    本帖最后由 赫然 于 2012-3-1 13:35 编辑 ; r' C/ [% b  C9 a  R3 R8 `
    不爱吱声 发表于 2012-3-1 13:04
    7 e  K+ J5 w: o. f1 z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 ...
    ; r3 |5 Z1 M1 k" a3 \
    , P* e1 T  p5 c- X# J- M  G  Y
    这个设想是这样的。
    . O- V# L% Z$ m1 V) u* V
    ; N' s& D$ X, ^6 o9 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?
    3 ^( J' O+ h0 v. J, r* ]' R' J6 w" }. q7 Y! o5 {2 {0 W
    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。% D$ V. v0 ^1 I% q  `
    & x& {; O- J* H2 O  b5 Y

    + W+ i, h9 s2 w, e! L- x7 U
    5 h  k4 N# b; B% w. H# j
  • TA的每日心情
    奋斗
    2022-2-8 01:13
  • 签到天数: 171 天

    [LV.7]分神

     楼主| 发表于 2012-3-2 02:44:43 | 显示全部楼层
    赫然 发表于 2012-3-1 12:31
    3 a+ g5 W# o& S3 c8 m9 L1 X这个设想是这样的。( \8 H' Q* n& k; @

    # ^# e/ Q1 F$ H) ~: A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 ...

    $ `2 T( v4 ~& e8 q  k$ z( \9 m+ J
    9 i; P# n% Q- h# }7 [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。1 c5 s% `: x" T2 C* E/ G1 H
    & j9 r% E: R8 T( i) K* t/ 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。  O4 D. y1 e' m& h, D+ |- `

    8 p. C' d5 p. t4 q7 e# Q8 {6 i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
    17 小时前
  • 签到天数: 2829 天

    [LV.Master]无

    发表于 2012-3-2 09:33:58 | 显示全部楼层
    不爱吱声 发表于 2012-3-1 13:44 & h! {5 a8 c# y
    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 ...
    * _$ Z6 t4 k1 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。
    % b/ b; e/ i  {5 \. R# e: l0 B/ [, [" R6 A, L( ]
    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
  • 签到天数: 171 天

    [LV.7]分神

     楼主| 发表于 2012-3-2 10:57:24 | 显示全部楼层
    赫然 发表于 2012-3-1 19:33
    & n/ ]" d) V7 `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 ...
    6 w4 m; p8 Z( R( T( X" O
    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
  • TA的每日心情
    擦汗
    17 小时前
  • 签到天数: 2829 天

    [LV.Master]无

    发表于 2012-3-2 11:18:13 | 显示全部楼层
    不爱吱声 发表于 2012-3-1 21:57
    * [  R, W, l: R/ q+ [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
    " _; r& [+ w7 G  }: f; ^5 n
    只是看了看应力。1 c1 r$ e, V" O8 e3 e
    4 w) N% f% K/ W: E9 W; c
    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
  • 签到天数: 2397 天

    [LV.Master]无

    发表于 2012-3-2 12:51:34 | 显示全部楼层
    赫然 发表于 2012-3-1 13:31 2 R- e- F8 e* _* ]7 @& U# j
    这个设想是这样的。0 k, B* E& P5 G0 J2 m

    / K2 x1 r; z2 L7 }" S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 ...
    / H" c8 C) V6 N3 Q" k/ W* f9 q9 o
    合着你这个“Genius”居然没有想明白啊。。。 9 f8 y0 V$ h( X$ x/ g6 _

    $ W" k, l0 Z) z5 m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。。。
      b% p: w5 r  U& s, _! A2 \( v
    : C4 L2 b- q% ~! B8 Y+ U) U" W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。。。 / ~9 e* \* J; o. T; @

    2 U+ G' o  E' H1 E! J7 p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。。。 5 d4 x# [& h" u2 ~
  • TA的每日心情
    奋斗
    2022-2-8 01:13
  • 签到天数: 171 天

    [LV.7]分神

     楼主| 发表于 2012-3-2 13:03:35 | 显示全部楼层
    本帖最后由 不爱吱声 于 2012-3-1 23:06 编辑
    # }, e( G! t! M* B5 }
    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。。
      ?" H; D! @- J# d
    4 X9 Q9 M  R  i4 Q$ f" g6 Y
    麦克牛,一语道破了流固耦合的重要性$ O! y$ ?: [9 e# u6 C4 N. ?
    ) l; t3 p7 P% `! M5 \- H
    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.
    ) J0 J8 W, `0 ]. ^$ [. c; K
    $ G9 @- ^% H: G2 n: v( r0 n而且麦克说的“压缩-拉伸-压缩”,也很有洞察力,这就是水的cavitation...
    - ^+ M% a% ]4 V3 o
    ' p9 N5 ?% l; A# a" N5 K1 N! P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...
    " Y8 I* |" W7 o! e0 w
    # Y- v* T9 j7 i2 z
    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。。。

    & P4 m2 z; R; F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.
  • TA的每日心情
    开心
    2023-3-1 00:08
  • 签到天数: 2397 天

    [LV.Master]无

    发表于 2012-3-2 13:07:08 | 显示全部楼层
    不爱吱声 发表于 2012-3-2 00:03 6 L% s9 Q# L  g+ c* ?
    麦克牛,一语道破了流固耦合的重要性
    ( L  `9 T7 D* i- e2 H" J* t- h7 \6 c' ]. v
    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 ...

    ) b9 ^# K7 [0 D: l! V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
    17 小时前
  • 签到天数: 2829 天

    [LV.Master]无

    发表于 2012-3-2 13:22:12 | 显示全部楼层
    MacArthur 发表于 2012-3-1 23:51
    : ^$ v) N' ~/ s1 _合着你这个“Genius”居然没有想明白啊。。。
    # O0 p. v3 k- e7 E
    5 U5 j; E. n3 ]! Y因为液体的不可压缩性,你这个液态填充夹层使内外 ...
    + T! {9 ~% B* X
    居然讽刺俺!!!2 A$ ~0 Y' j6 v% l* P, |

    % a7 C7 j1 M3 G1 t3 i你的考虑是对的。但同时也是不全面滴 (好官话呀)。
    5 W$ M5 r! W8 o* P3 T, O+ j: N9 ]" x, b$ _% o- J) e4 Y& j6 I
    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。
    4 }1 m4 n. x) u6 ^
    # ?, z# d$ x( R" Y+ u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。

    手机版|小黑屋|Archiver|网站错误报告|爱吱声   

    GMT+8, 2024-3-29 21:55 , Processed in 0.056173 second(s), 23 queries , Gzip On.

    Powered by Discuz! X3.2

    © 2001-2013 Comsenz Inc.

    快速回复 返回顶部 返回列表