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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 3 W. Y# g  o+ R+ Y
    不爱原来是研究这个的。那怎么自己还不买枪啊?

    + E! w! T. S5 o6 _" s3 t7 L& f- x主要是看不上。" s: v5 q% s% Q2 {- T

    $ W0 h7 V  e# b* D6 G不爱搞的比枪厉害太多了。
  • TA的每日心情
    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
    * S4 _& E+ S7 H  M' V8 s# 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。
    & L% N: i* A5 _% `& z' i, s
    ! N/ H2 c5 H- a1 |& [* A, T5 q4 a4 K
    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.
    0 @3 J0 z7 C  x, }) Q
    4 y/ o' x2 x( R4 J+ x! z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 $ ]; @1 q( F/ D1 A7 `2 \( h
    你的方向对了,解决方案正是三明治结构, sandwich structure
    + A, N% u4 b4 m/ t# J
    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
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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 * P, |9 _& v1 ^2 {
    这是甲板么?三明治结构让我想起坦克的复合装甲了~~

    ) _; j; W9 V6 b8 `: {不是甲板,是船体面板.( h0 N- N% E/ v0 }8 Q2 _

    8 q1 f- @  ~# ^( A设计思想大相径庭,虽然都是复合结构.
      j0 U( {  w/ d# ~) Z1 K# j
    , o5 D% @$ p) S% Z. D4 c: H7 p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.
    3 q' U! K* Q9 [7 @' }5 O1 k$ v" S# j# Q
    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.
    + I' L( D# P# N" H" D0 x8 D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.
    ) r7 m4 W8 E! _( V8 l% |
    / K% R" ^0 S, J- ^; s2.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.
    1 @! g1 s) q6 z9 n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.
    . l5 `  y( w9 T% ~4 l7 p! C1 l  J1 O3 X1 E* z1 }
    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 4 N$ n9 Q0 w* T# F! @/ V
    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 ...
    , w) u) A% ?( l  g1 ]  \  d) m' C
    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 2 ?& O. u- I  q( t* C' k
    你的方向对了,解决方案正是三明治结构, sandwich structure
    # o. O% r6 y% K2 K6 B* E3 b4 T/ o
    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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    奋斗
    2022-2-8 01:13
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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
      C0 s% I9 g) W( Y: x
    赫然 发表于 2012-3-1 11:02 ! U( @4 v; T: Y$ `- Z3 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。 ...
    3 ]: W! l  }% G2 y! |
    1 F+ s) |$ {8 `0 H. W
    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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    [LV.Master]无

    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
    ) V! R6 y" U% [2 e4 ^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 ...
    2 ]- ]- ^+ ]! P0 V$ X  F5 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)。- V- a& [2 ]4 A8 R0 c& F) D& n+ T- U
    1 h. f1 Q( G- T$ [
    至于能量吸收率,单位体积下的情况如何呢?
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    奋斗
    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 3 u, T! a8 R/ e9 G
    赫然 发表于 2012-3-1 11:57
    + h2 n- q# c4 Q* d, e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 ...
    # n1 k; k" z! x, Q4 `$ x) c

    / N4 m+ {* e  H, J% d' j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。* d0 P4 U, W( q6 h' f* ?" r
    9 u& i: W. b, a( c( {9 t, u
    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。
    / H) a6 v4 O* v: E$ J) u! D- I- K  O, Z1 s1 T
    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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    [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 ( \( u) K; q9 |  O% q# ~$ i% q- c
    不爱吱声 发表于 2012-3-1 13:04 ' ^/ @1 \' f  d7 n
    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 ...

    5 Q; i3 H2 ]2 u
    . C2 F- \' {& C6 _' ^$ e1 u这个设想是这样的。
    + g, z5 ~+ w  ]( q' k% z
    3 z& X4 ?' d4 E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?
    ) V  Z: e, q& Y. |% U4 {+ n$ R$ Y- @6 n$ L
    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。, ], T8 G- {3 y
    # M/ b% B9 D# S& H) T& q
    % I4 j% V5 O$ Z: p) x7 R8 ], Y( c
    / a0 j* |! [* _& g4 f8 k/ N/ \
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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
    # O( z4 c7 Q* C" D, u1 q! b4 z9 l: B这个设想是这样的。6 Y: D5 a6 R9 I7 a* q
    5 O0 K8 I% G9 J) j5 d0 c: N
    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 ...
    8 M# o0 J! y  ^, W  U' n
    3 R1 C0 k( e2 s+ o: Y( S
    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。- C1 n: x5 G3 z" C! x

    ' I& g! f* p+ U( Y. o/ O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。
      R: b0 C- m- E9 d( M2 g3 J, I+ t- y4 P1 p
    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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    [LV.Master]无

    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
    % w# N# A8 T6 ^/ G! e4 m, 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 ...
      Z& G( J7 p9 ?
    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。4 b9 K8 n( L' z( b1 ?5 H
    8 M6 J; n- y2 b" d& O! p9 K( r5 x
    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
    2022-2-8 01:13
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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
    $ j3 a, Q% \8 g1 U% j( c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 ...

    - a% a6 ?4 ?( k; G! o" KSolidwork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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    擦汗
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    [LV.Master]无

    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 1 P. [. |9 ~2 d) V
    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
    * {& _( N) V3 K& R) A& v6 Q, B/ p
    只是看了看应力。9 Q* W7 {( K! J& v) ~

    7 ~' {, o. I! [% k/ m/ J; B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
    % R+ {2 i1 m$ w0 n这个设想是这样的。
    . S) a2 k/ @. u: v
    + r. g4 ]9 o9 }) _( E9 B* H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 ...

    5 E8 W* D& i+ ]3 N8 T% Z% x合着你这个“Genius”居然没有想明白啊。。。 1 J) l/ g1 D0 m+ v' c
    1 t$ u4 }8 y5 J$ J+ w
    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。。。
    % |" V" h: \  n- R/ u% [& e" L% M# n) V* g6 x4 K
    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。。。
    , \2 G, ^$ w4 q, p. G% r( S3 b; Q( C% l) }6 o
    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。。。 ' U# f2 T: J8 U0 T' J
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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
    . G% q4 y' z' V. X
    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。。
    7 d6 H8 _- V  H7 F6 J

    5 j/ v5 {: f, q5 e3 h, Q麦克牛,一语道破了流固耦合的重要性. a0 S9 n- _7 h* L3 w+ D

    4 T5 [: z+ i& X9 j3 S$ g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.
    / W5 z9 o* }3 L) _$ ^1 q3 N7 ~8 ]) e* G8 ]& x7 v; z
    而且麦克说的“压缩-拉伸-压缩”,也很有洞察力,这就是水的cavitation...
    - K. H0 _4 T) S/ o& R" X
    " i7 M" O/ W1 t" s4 V0 S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...
    ' Z" [5 l2 E& b( d  B3 {6 k( c5 q3 z1 l0 o" n+ 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。。。
    # e+ t6 ^1 X/ g6 e
    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 0 T/ o3 E3 I- V/ Q. T
    麦克牛,一语道破了流固耦合的重要性
    2 A. d/ j" S! I# d# `8 r0 U2 x
    , W$ f4 `9 T2 O6 O7 C% t4 g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 ...
    & I% L# c7 e) r. t, b! L
    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
    6 v0 M, [5 N$ G# f7 U合着你这个“Genius”居然没有想明白啊。。。
    ( ~) w" h+ i% }3 b0 @% \8 i' o0 Y) \0 f. g7 E8 }/ x9 u7 L7 ^
    因为液体的不可压缩性,你这个液态填充夹层使内外 ...
    0 [$ G& T& ^! m  y. j
    居然讽刺俺!!!
    2 U; z# P* w1 u. N: l' }1 f
    6 n9 u# D4 s/ X/ F$ v9 k% D7 I你的考虑是对的。但同时也是不全面滴 (好官话呀)。5 C/ K, z+ E% D) E8 ]$ p
    3 b% k1 @* T  R2 U4 l3 d
    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。
    ( o# c+ A0 h8 u" {' ~$ ~4 f
    " g6 e; S! F- U& L* {" A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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