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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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该用户从未签到

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
    21 小时前
  • 签到天数: 3427 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 * {4 P( C3 M9 y2 k. K7 T
    不爱原来是研究这个的。那怎么自己还不买枪啊?
    " ^( I8 X8 ]0 S; m3 v, i
    主要是看不上。
    % I( O4 n6 W" I, H
    ' R2 O- j1 c9 J( k' t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 % w( }/ w# l4 i( W& F
    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。
    7 z7 j  q  [; V, ]4 O! J9 L  ?
    ) @1 l& d; N: T" D0 d( h
    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.
    ) L; i. t, U$ [# g' G: |* ^/ R: C; v; g; _' j
    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
    $ t8 Q5 m: j1 W8 W* d3 @你的方向对了,解决方案正是三明治结构, sandwich structure
    ; s$ J0 J  s# s/ U  s
    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

    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
    $ b( A, C6 r; H/ }7 j3 e这是甲板么?三明治结构让我想起坦克的复合装甲了~~

    5 ]; H; @3 r  o0 k0 p/ u0 x) Z- h不是甲板,是船体面板.
      f9 i- h1 j9 R+ _
    / T1 V' B  X: S8 ~* u设计思想大相径庭,虽然都是复合结构." F1 w& y4 G- c4 M: u5 @/ ?/ j
    ) K, z; }- {" I1 k# H: j' U% a
    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.5 w7 c9 J, r9 `* x
    3 x8 ]1 O' H9 D% `  \6 n' 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.- Y# t* Q" s& |" m6 U. t$ q
    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.) V) v9 R1 O, d/ T1 b/ z) Z6 T
    / {$ S# o; n0 H" h! |6 L7 z
    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.0 @/ f3 A8 N: B, m- g
    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.# Y# w/ d' Q" A2 D6 E$ E" A
    * A6 K6 G1 z8 c& R$ }6 p9 }
    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
    / H% Z7 d: X& }- u+ F7 B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 ...

      S" w! R  a& q# Z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
    21 小时前
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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 + k' ?0 t. ~2 \! ?
    你的方向对了,解决方案正是三明治结构, sandwich structure
    : ?: x2 i, v/ P3 S4 |5 q$ 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
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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
    + E  H% u3 c! J) i
    赫然 发表于 2012-3-1 11:02
    ( J; P+ A; c; q0 k( H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。 ...
    7 C4 w1 m$ C: l6 [
    1 n6 D. \# B6 W9 U
    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
    21 小时前
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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
    # F0 C; H1 g, m. d9 T! r1 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 ...

    ; `5 t, o( s2 j# B7 q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)。
    * f6 J# [2 T+ ]; e# |
    9 k* M2 P. V! F5 m" N4 V* ~% ]' @/ ~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
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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
    1 x8 `  q/ s' x# o
    赫然 发表于 2012-3-1 11:57
    # u/ r* O. P- [, T0 z/ }& L0 I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 ...

    0 k7 l8 I; d; f1 V+ R7 L
    - U8 G1 y6 ^( l7 w% Z/ s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。3 _7 T5 D) t: `9 f

    ) p! D1 ]/ K2 E; 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。
    9 A  Y& O, L) w+ m/ h3 g5 e- \+ f' Q) ?' v) x6 e: _
    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
    21 小时前
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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
    . i5 y; m. J: p8 J( _
    不爱吱声 发表于 2012-3-1 13:04
    # P0 Y- ~. M. S4 N. 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 ...
    ! i9 x. N* g6 A! h, S. L, O
    ; n) U# v9 y) h. ~2 L( _$ Y; v
    这个设想是这样的。5 z. c- |) Z8 h/ x# N; @( J* ~) B
    7 W0 r& _' m) c1 ]: v+ ?" Y, a7 `  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? " T" H5 A' O% S& q

    0 Y# }: X. |( f/ B* g2 ^3 O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。
    $ z2 n1 R( w' T9 k* |
    8 v! k4 V. _% f2 L2 M5 W* \# H$ k0 e

    4 z7 K4 z6 K1 P/ n
  • TA的每日心情
    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
    & P8 \$ X( }9 M, [0 p) o这个设想是这样的。
    4 w0 K& o3 D/ U& l5 Q- C# o$ C3 x3 R  }. U. c% t
    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 ...

    + c' Y- r$ G" U! d* ~$ H# j5 W2 Y' _+ {" T" c
    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。5 v& T5 a8 O! I- b; x, g

    9 l6 R1 t7 K( p0 L# f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 C" F0 e8 n  l% b
    ( X+ v9 ]" o( [0 }7 x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
    21 小时前
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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
    * y; C! d4 ?2 @: @9 I' j8 c% ^& p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 ...
    ! N8 U8 w6 ?3 w# X9 y5 J
    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。
    ( w% ^: K* a; R5 q  a& Z: s0 {) W
    - b4 ]5 M8 d. x1 i) I3 \  r) w; j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
    8 G1 b1 E3 D  L# M0 r, ~2 p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 ...

    7 R8 b* {% C' N, }* M3 VSolidwork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
    21 小时前
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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 5 y+ [9 c3 s* m7 C2 h) G
    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. p0 w/ o% O- z# n3 v只是看了看应力。& L2 `5 z- E- K9 @9 x, O7 [
    " M9 Y% H/ D* j( B6 T% ?
    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
    / G$ I9 X0 `; U' C( `! {) ^这个设想是这样的。3 [! t1 O8 J+ d1 a9 \6 i" X
    ( n& `7 p+ N& {2 g# \2 N0 \' a9 P
    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 ...

    & c7 D8 o$ {& h7 C合着你这个“Genius”居然没有想明白啊。。。 3 E8 f2 d6 p9 i) ~5 s

    : e2 I7 ], W: s  I0 S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。。。 3 X- c3 j. r: O" P+ K. [; G
    5 [% C" \  v. R/ F1 M% {
    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。。。 + M& z* [$ }! ~3 q. Z- ^- }3 i9 `1 n
    ' T% J, r* |8 ^) ~8 s$ l& O4 B/ h
    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。。。
    2 O& c# n4 _; c" P3 e
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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 & d3 ~4 S4 P  ]3 e8 m, b
    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。。
    " d3 f& T7 l* ]

    5 ~; H2 A3 U. E. X" j0 j麦克牛,一语道破了流固耦合的重要性
    # g. K" A; W% d/ }2 m; I; r9 P/ C) V6 R
    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.6 `/ j, X; A0 R
    7 H! [$ J$ }6 d6 v3 u4 R4 B' Q  a
    而且麦克说的“压缩-拉伸-压缩”,也很有洞察力,这就是水的cavitation...9 a# D7 m$ I2 M. v' _$ j
    " N4 e1 S" q) L) q, i, k% u
    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...
    * v$ X1 L$ j0 Q' G. D: k4 X4 P/ u# e- ~8 u4 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。。。

      _, s! u( w2 r; ~, {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 ' x" x, g) V9 Q0 @
    麦克牛,一语道破了流固耦合的重要性6 |4 i6 ~/ Y7 e- s  Z- z
    : E5 G+ J$ 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 ...
    0 X) |3 }$ F: K$ J2 _
    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
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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
    1 e: y% w0 j3 |( t/ Q合着你这个“Genius”居然没有想明白啊。。。 + c0 M7 I( U9 u
    " i( `4 |7 n% t( ~- v3 a
    因为液体的不可压缩性,你这个液态填充夹层使内外 ...
    - G; D: W% k5 c/ f& C
    居然讽刺俺!!!
    . h% h  L& L% l+ `9 [2 [: X8 c( P5 G3 P  @" J8 x
    你的考虑是对的。但同时也是不全面滴 (好官话呀)。
    5 Y) u( I( B& f/ c  P$ J
    " ]* P  i2 h. C5 B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。" H; h+ ^- ^% P# c
    4 _5 ]7 b# F4 x* H4 E  t. x+ `
    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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