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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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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

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
    2025-5-22 23:34
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    [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
    1 `* F3 U' n& h/ I$ g5 E6 f4 J( D不爱原来是研究这个的。那怎么自己还不买枪啊?
    & p6 T; W6 q5 m; A; w
    主要是看不上。
    ( i5 n* x+ P  s4 C2 D$ R/ X
    : f' y7 R' V. V" u: Q% M不爱搞的比枪厉害太多了。
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    奋斗
    2022-2-8 01:13
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    [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 : y9 l) F* a' O! A
    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。
    8 q' U1 |0 U) O3 ~2 q' _7 W$ i; p

    ! ]& S: Y8 d2 A* D, w$ a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.
    ; |" c! o0 B3 I6 `9 [1 x% q6 ~: n7 ~# s
    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
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    [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 - q+ A1 g% Z3 B. p. W0 Q
    你的方向对了,解决方案正是三明治结构, sandwich structure

    & d% p' Q& y/ Y, m1 _6 \- v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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    奋斗
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    [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
    $ i( m  c. k) e& l1 Q8 A这是甲板么?三明治结构让我想起坦克的复合装甲了~~

      t3 X& K7 A- c! ~7 s5 `不是甲板,是船体面板.+ Y8 u* v! a2 x  t
    , Z7 x- l3 m8 o% b5 u
    设计思想大相径庭,虽然都是复合结构.1 k1 o1 T/ p; M- y7 v

    . C9 P2 ~! Q' N6 o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.4 x: E3 X. n+ J" B. T

    0 Y: o1 S& g& R( |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.
    ! N. w; U; M) r! i( @# {( w% ~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.
    : A4 _! a% m5 d8 ~* C) u7 N' b
    : k+ l5 W, G3 u- z7 J% \+ A2.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 n$ x) {+ E- Z! c4 W) d( 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.8 U; w$ I* b8 U/ f" i
    7 o6 G4 b0 u' Q& c, E" P
    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

    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!

    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
    & w4 M. F0 l7 O4 O* T$ A1 |3 r' r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 H" y6 ^9 S7 _9 o6 y
    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
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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 ; {& D/ g" P; Q4 I4 f) u
    你的方向对了,解决方案正是三明治结构, sandwich structure
    - D  h1 b; P5 e& ^5 Y
    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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    [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 " [; N; s, V6 G  h5 ^. v. O  @
    赫然 发表于 2012-3-1 11:02 / _& s+ a2 ?* U' z+ B7 _
    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。 ...
      e6 w$ Q( @+ |1 b4 d
    , o! e/ g+ q' y! F
    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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    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 - A5 a: T- ]7 V: s+ d
    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 ...

      C! u0 k( F) B9 g  d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)。
    + p" t0 t1 F5 O9 H! t3 q7 `
    , w- h7 c. X% c3 E6 Z; j2 ~6 B- H  l至于能量吸收率,单位体积下的情况如何呢?
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    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
    ' }* C$ S) Y2 c4 c* r
    赫然 发表于 2012-3-1 11:57 2 c1 i) X6 ?; m) x
    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 ...
    3 ]' k3 f; y* }- o

    4 W) x" i8 B8 Z) E/ T! F: W1 A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。  `4 W, u* v- O/ Q7 ~/ z. [
    8 N1 y7 H3 O7 Q9 R1 B3 X
    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。7 q  `# ]% K6 Q4 w- t; T

    2 s2 h, ~0 ]1 i2 y) o8 K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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    擦汗
    2025-5-22 23:34
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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
    1 T5 F: K( p8 y4 C" j. N
    不爱吱声 发表于 2012-3-1 13:04 - ]3 f1 m% F: w& b
    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 ...
    * T$ L  ]( D. v. K
    : s0 G* S4 E# Q+ k# X
    这个设想是这样的。0 Y0 F/ U% d3 ~4 R  O2 }
    / L4 i. g) G+ G& 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? 7 V( N7 d$ l2 v0 S8 C& M

    " |0 z0 ?( j( l. ?" \/ A& J1 m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。
    8 n8 S4 E) t5 }8 P
    . n0 s. c$ T  I( D; U( x
    - f0 e1 n( W/ o, S- Z3 L& N5 u7 M( G8 O5 s1 z; ]( [2 K
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    奋斗
    2022-2-8 01:13
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    [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 ' I1 _; T: P5 B4 Y/ C2 f7 C9 I
    这个设想是这样的。; y2 z0 _8 Z. Y8 m4 c. k5 X, d( v
    . G5 J( z- ^- j
    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 ...

    & N3 @! ]+ ]. J1 |3 q0 U
    ! H! x5 Z( j  e. {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。
    & z* O7 D& q, U' L$ |: k
    0 S8 T( [, |7 g+ _1 O" L* k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。1 f( M' m6 S$ W: K7 |5 i5 g

    . [+ p7 \) h+ ?- S# |  t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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    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
    ( p1 Z" v  O4 W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 ...

    3 Z5 k, @/ j9 R* ]" b5 L5 O$ \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。
    + U& @4 a: j/ Q6 `+ ?. @" w* ]9 A' w. Y# |8 A; w4 E
    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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    奋斗
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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
    3 `0 v# [+ u% @# J0 h* |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 ...

    + m# f0 k$ w, l. P( \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
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    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 + J8 _' T5 C& m8 [: g6 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

    % G% I( o6 c$ v" Z. l* x只是看了看应力。
    : W& S8 M1 s- L4 ~% X2 ?% t) ?2 P7 D- H
    . n3 P5 {1 Z, U' u( v5 n! R上班时间不务正业么,要低调!
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    开心
    2023-3-1 00:08
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    [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 0 d! a" Y' Q5 Z( `6 ^4 l; y
    这个设想是这样的。6 V/ w# q" l* U3 @& |

    # w! X* k7 o8 \" s4 m& q/ r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 ...
    ' U+ D4 V5 f0 U; O8 k( Q5 n
    合着你这个“Genius”居然没有想明白啊。。。 ) K8 \3 M" B, c, Y" w% W
    ' {. n9 U  l8 s1 N# E( B
    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。。。 0 X" L! m* U1 C
    , j9 p  E- h$ I1 G1 F+ G5 p
    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。。。 % v9 m- `: L+ u: e* ]$ V

    ! }( O* a; v) M1 C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。。。
    + q, J2 ?6 w! D2 x& g5 X% h4 i
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    奋斗
    2022-2-8 01:13
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    [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 7 J/ ~/ \/ x- E3 z. c# j
    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。。
    0 R) Q9 S% b- a% X# n

    0 E2 M  U8 k  R) V麦克牛,一语道破了流固耦合的重要性
    ( f+ M) E  @" w* M6 U" j  z
    5 Y: t- s3 O* H) a# e# _3 `8 e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.
    ! v1 {( E- r+ u1 j) {2 f. v- n$ F- v% E; ~0 |; M
    而且麦克说的“压缩-拉伸-压缩”,也很有洞察力,这就是水的cavitation...' W9 l+ d  f& v; I0 k  }

    , j! D/ A! o/ Y  D* w+ H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...* }/ j' s+ ]/ x. a" `8 R+ ^

    ; J% M- ^1 P  V5 ]2 I
    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。。。

    ) A1 |4 e2 q- l1 E0 w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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    开心
    2023-3-1 00:08
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    [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
    2 _5 p' P6 f9 S3 q' |麦克牛,一语道破了流固耦合的重要性& a! s. L9 v! \' A

    + {" g1 {, m8 V, P4 ^0 S3 D. n- z& ]5 t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 ...
    7 M  N- R, o5 |3 |& t* C
    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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    擦汗
    2025-5-22 23:34
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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 4 I- \" g2 f; _2 p) t, T
    合着你这个“Genius”居然没有想明白啊。。。
    ! a5 q2 k1 c+ w" f7 C, P0 O8 Z; h' D/ U2 l8 D, ~% s  a0 y
    因为液体的不可压缩性,你这个液态填充夹层使内外 ...

    - R0 k8 S  c  e2 Q% `居然讽刺俺!!!! y4 r# E/ X3 r8 O, Z9 ~, ?
    2 ]5 C6 B2 k; [
    你的考虑是对的。但同时也是不全面滴 (好官话呀)。
    , }' P2 f5 d2 Z8 M3 f3 S4 z2 v
    ; g1 b) u; x7 ?6 y! C( i  `" P# }* t( L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。
    * {- }. n8 r  X) S2 b
    " Q+ ~& S- P8 ]8 n9 j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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