关于数值模拟研究的工况设置,首先,为确定冲击波、破片单独作用及联合作用下,墙体碎砖块飞溅情况的严重程度,即适合进行下一步墙体聚脲防护研究的毁伤源条件,设置冲击波毁伤源如下,固定爆距0.5 m,利用5~45 kg TNT,不同对比距离下设置冲击波工况,由于仿真运行的实际情况限制,所有工况均运行至1.2 ms。具体如表1 所示。
表1 单一冲击波毁伤源无防护墙体抗爆效果工况
然后,针对冲击波单独作用毁伤较严重的工况,设置有防护墙体聚脲防护效果对比研究的工况,具体如表2 所示。
表2 冲击波毁伤源有无聚脲防护墙体对比工况
设置破片毁伤源如下,仿真带壳装药选用某试验弹,该弹采用直径为126 mm 的奥克托尔装药(装药密度为1.82 g/cm3,爆速为8 480 m/s,Gurney 常数为2 830 m/s),药柱长径比为2,药柱外侧黏附重9 g 的钢立方体破片,周向紧密排列50 枚,模型的装填比β=0.93,距弹轴1.6 m 处破片最大速度为2 000 m/s[18]。同时根据破片弹道速度衰减规律求得破片撞击墙体时的存速如式(1),其中破片速度衰减系数公式如式(2):
式中:Vx——存速;
α——破片衰减系数;
x——破片飞行弹道距离。
在破片毁伤源的仿真计算中,试验弹不变,在四种不同爆距下爆炸,利用式(1)和式(2)计算破片不同着墙速度,建立三种工况。由于仿真运行的实际情况限制,所有工况均运行至0.4 ms,具体如表3 所示。
表3 单一破片毁伤源无防护墙体抗爆效果工况
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续表
然后,针对破片单独作用毁伤较严重的工况,设置有防护墙体聚脲防护效果研究的工况,具体如表4 所示。
表4 破片毁伤源有无聚脲防护墙体对比工况
设置冲击波-破片联合作用毁伤源如下,采取以上两种冲击波、破片毁伤较为严重的工况,针对冲击波、破片的不同到达顺序,设置三种仿真工况,由于仿真运行的实际情况限制,所有工况均运行至0.6 ms,具体如表5 所示。
表5 联合毁伤源无防护墙体抗爆效果工况
然后,针对毁伤较严重的工况,设置有防护墙体聚脲防护效果研究的工况,具体如表6 所示。
表6 联合毁伤源有无聚脲防护墙体对比工况
最后,针对45 kg TNT 产生的冲击波毁伤源,设置相应工况研究影响聚脲防护效果的三大主要因素,具体如表7 所示。
表7 不同聚脲喷涂方式下的墙体宏观破坏情况
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