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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
    24 分钟前
  • 签到天数: 3307 天

    [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
    , S: `) k- ^; p0 _* {3 |" f4 ]不爱原来是研究这个的。那怎么自己还不买枪啊?

    , N0 j- U; I3 O: E# j$ u  p主要是看不上。6 O9 f0 w3 A& C) R
    ) l) d# o2 D+ {: B, t* h: a1 l7 A
    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 ( m. q& c/ a1 V) o6 X
    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。

    , ~  I* j, P5 m1 e/ P% p8 `! i/ U  `/ H* U
    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.! t; j9 `' c' Z3 z+ A/ u
    $ K; r" V! e# X; t3 C7 A
    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

    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 & x# e$ i! z4 p. k9 G( R
    你的方向对了,解决方案正是三明治结构, sandwich structure

    ; D+ x: _) L9 B3 H4 N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
    5 u, T0 \3 \' `) G% Z4 o  }这是甲板么?三明治结构让我想起坦克的复合装甲了~~

    * e, ^0 b0 O/ k6 W0 x8 _$ ]不是甲板,是船体面板.0 I  J0 Z. |6 z: ?' j# w6 |* ]

    & }1 `4 B& R- \设计思想大相径庭,虽然都是复合结构.
    / o0 ?  O. j6 S! d* B5 a3 Z
    2 P6 s: _( R6 e) p/ C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.6 c3 g' J0 e9 U; c" [- g0 i- @

    2 L; U" ~8 h, ?% y& g1,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+ V+ i  r# X# c/ b
    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.
    $ ^7 T" `! c) I- a4 P
    - Y9 I3 g( i- y; ]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.
    # D2 e6 z5 K1 N1 h0 e5 e: {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.
    ' o$ X: T2 G5 ^; F6 v1 M( \5 b/ l2 ?" ?) C4 J) l
    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 8 u8 n- L3 m6 ?7 G. Q+ g! 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 ...
    / o, a7 W8 H( J% p8 x# d
    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
    24 分钟前
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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 7 H6 R3 H; `( r, H
    你的方向对了,解决方案正是三明治结构, sandwich structure

    0 ~6 n% c% k* B. 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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    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
    ) ~9 I! x: I6 ]) ]4 y2 p( D' b
    赫然 发表于 2012-3-1 11:02
    , B. Y/ q9 X8 e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。 ...
    , D9 `5 x9 {2 x4 x9 i. [; R" a5 [
    8 {0 Y1 z+ D- u* g% [- 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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    24 分钟前
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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 * D- b& @. }$ ]" X0 ]# v8 x: ?; _7 ~6 a
    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 L& K) p+ L  H! ^5 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)。
    ; n5 R& m* {! ?% d" A3 h  D7 t* z! N) s, [6 I0 m
    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
    7 C6 z, y: j: a7 c$ J' S
    赫然 发表于 2012-3-1 11:57
    . W; q. D7 U' E' @3 V: r! r* t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 ...

    . x0 L* y9 t. Q* Q8 C
    5 u" C  `- m$ N) l) S- n* F/ o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。
    6 {4 N4 @. ]; k! q  N
    ; t9 C2 i! B/ o  M7 V7 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。
    4 o! O% X1 _) g- j- l: f$ ^2 i. {# D5 E7 p- s4 G3 u
    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
    24 分钟前
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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
    7 e3 P3 _3 t' A0 p
    不爱吱声 发表于 2012-3-1 13:04
    1 `$ W$ S  [. M+ L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 ...

    & m+ \0 \: X4 ?- V# f- Q$ g3 F
    : q% g' V3 z, W$ e3 r* w这个设想是这样的。
    " a+ R) }* v) s6 o* y) T5 N+ N' e5 v/ R& 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?
    $ M$ K4 I& y+ r" |9 U  J, f, n( M* `4 H0 H/ ?7 n
    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。+ C- K  H  ]2 }$ _
    , k! t0 U4 J. S" Y! d

    2 S  t! S8 z& E$ b0 A$ {
    1 f7 i. b2 g; v: O9 g2 _7 J
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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 % Y4 _7 V$ `& l; F2 G! D8 F- X
    这个设想是这样的。4 @4 K* H/ {' W8 j$ l

    & u& X0 C' U0 @9 ~6 {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 \- F( k/ s% {) ]6 u

    - J3 W+ ^. g9 r: 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。# }" u/ X$ U: q6 ^1 q" i& M2 @8 [

    # Q$ `* ~2 F" r6 w3 d; q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。
    , e. ?$ n3 f1 E5 x/ {3 a. j* f; W4 D$ w# 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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    擦汗
    24 分钟前
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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
    , [# g6 K0 h& h) q1 E: e& a% L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 ...
    7 m' T, @+ [; B8 m  V  b3 Y
    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。) Q% D) X; K6 k
    7 ]7 `5 s" f$ z; \0 ^- Y
    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
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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 $ m) a: h# Q+ T7 v* E  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 ...
    . R' S! O8 v  z1 T& h. i/ M
    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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    擦汗
    24 分钟前
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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 0 n- |1 ]2 C, W2 F
    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
    / x' S1 j- P" j: S
    只是看了看应力。4 s0 G$ U! A- o" P" Z

    1 E& o" h0 e  e" K* }+ _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
    % P9 |- g( D0 T' F2 J, o+ a' Y这个设想是这样的。9 F& r/ T' q$ o# S5 Q/ O% d# v
    4 u, L) W5 \0 k! `4 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 ...

    3 H9 C4 _" Z. U" z: ]" r; R合着你这个“Genius”居然没有想明白啊。。。
    & S: i! l& L  i# O( j& G
    8 J! j0 V$ I5 |4 V+ e: p. V; j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。。。 2 Z4 _, s* f! x) ?" _1 V3 q

    + y" k) `" w* s: }2 }) A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。。。
    ' r3 L' Y7 J, }' q* a( N& l2 H+ z( e
    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。。。 " R9 E" n: ?+ j, r7 v% r/ x
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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
    " x5 B7 \. c6 }
    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。。
    ; A. b! h. [6 P( P9 v; P

    3 T4 f5 c  X7 f9 \; I& G. e麦克牛,一语道破了流固耦合的重要性" @0 e; ?4 J7 O4 h( i

    & {  C( A8 q6 G1 L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.5 l$ V8 `" s& B
    $ D, c# l. g% I0 b
    而且麦克说的“压缩-拉伸-压缩”,也很有洞察力,这就是水的cavitation...; t; P- E# _* Z: x/ A

    $ D! T$ Y& l, m0 I, |) E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...
    + q: o  a( @0 b: y, Y8 {6 E- ], R5 r0 t! m% r+ C5 X% G
    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。。。
    # F; X! x2 L# z4 }
    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
    # e- b6 ?7 X9 ^( Z. L6 c麦克牛,一语道破了流固耦合的重要性, d+ H( N0 V; ^  j4 M

    8 t" t: o. {& }) y( q- @- i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 ...
    ( n7 O6 g* ~& `) X% W8 y
    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
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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 ' ^+ w, j4 X' O& Z- h" Y
    合着你这个“Genius”居然没有想明白啊。。。 & w" `2 F# T+ L) F% C" D8 s
    * k" |1 X$ b" L- k2 h" F) Q- p  ^, u
    因为液体的不可压缩性,你这个液态填充夹层使内外 ...

    % @1 O' L9 h, A( K! ]居然讽刺俺!!!: I/ a  n5 Z; K5 f+ d& z* f: f& {
    $ N! G+ \3 t$ F! n" P1 Y
    你的考虑是对的。但同时也是不全面滴 (好官话呀)。
    ( p  @" g+ ?7 u' K
    - u7 J# J: Y# z: @8 P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。
    & K; W5 K5 L6 |, K+ \' i# r/ i: ?9 J; j1 a. I3 `
    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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