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天津民用空气质量监测仪TJ-MY006

简要描述:防护工程技术的几点展望

防护工程主要包括GFJ事工程和人民防空工程,防护结构一般为着上环境地埋没或半埋没的地下结构,用于抗御常规WQ冲击爆炸的局部和整体破坏作用,及H爆炸的杀伤破坏效应。所承受的冲击爆炸荷载是结构设计的基本荷载。防护工程学科是系统工程。

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  • 更新时间:2023-03-24
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详细介绍

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爆炸力学、弹塑性动力学、计算力学,岩土工程。结构工程、材料学计算机技术和实验理论与技术等交叉的边缘学科。其技术的发展受到国内外政治经济形势、军事理论、WQ装备和工程科学技术发展的制约和影响。防驴工程技术涉及广泛的领域,现简述几点展望。

一、WQ效应与工程防护

未来的战争样式,将是HWQ威慑下的高技术常规战争。WQ效应与工程防护是防护工程技术研究的基本内容。随着新的塑性装药、聚能穿甲装药和爆炸性演化气体装药等新型常规WQ的发展,及制导WQ命中精度的提高,需要发展其破坏机理与效应的理论和实验研究。在确定WQ破坏效应、工程损毁概率与人员设备损伤标准之间的定量关系的基础上人建立新的工程破坏的概念和相应的防护标准,从而发展新的防护技术与措施。改善防护遮弹层的材料和构造特征,是被动式抗直接命中的遮弹层正在发展的途径。这要求提高高强。钢纤、钢包、浸渍砼等材料的材性,并研究各种新的高强复合材料。改善遗弹层的前面轮励、空间几何构戍及采用新的抗冲击的故体耗能材料和刚柔复合构这,可以减小直接命中弹丸的冲击爆炸破坏概率和效应。发展高科技的遮弹层主动防护技术,是抗常规WQ直接命中新的发展方向。采用传感、自控技术与爆炸力学的理论和实验相结合,可使来袭WQ提前损毁或主动削弱其效应。为了适应高技术常规战争战区工程构筑的需要,要求利用材料科学的研究成果,发展多种轻质高强复会材料、复合结构和装配式移动多用途结构,以及满足战场机动要求的快速施工技术及快速修复技术。

HWQ空中爆炸冲击波研究,期望进一步考虑炸后介质物理变化过程夏真实的状态方穆,改进空爆时特别是马赫反射区和过渡反射区的理论分析与模拟试验研究。HWQ地爆或触地的岩土中强爆炸波的传播,需要更深入地体现结构与岩体的物理力学特征和工程地质特征,建立更符合告体真实状态的强冲击脉冲荷载下的本构关系,并发展相应的数值分析方法。对于已建的重要地下防护工程,则应发展各种折的防H加固技术。

二、岩上中爆炸波及与结构的动力相互作用

这一领域主要涉及反映岩土宏观性质的本构关系,分析计算方法及岩土结构交界面的工作条件等诸方面。已建立的各种粘弹塑性本构模型,基本是以静力试验结果为基础的,数值分析方法也多基于连续介质力学。由于岩土体是多相多组分介质,实际岩体广泛存在各类大小软弱结构面。建立新的理论本构模型,可以发展强冲击高应变速率下考虑裂隙节理的各种断裂损伤模型;探讨将理性力学、不可逆过程热力学引入岩土工程,研究基于现代混合物理论的统一理论模型。本构关系所研究的另一方面,是直接利用动力试验的实测数据,建立数值型本构关系数据库。将新的本构模型应用于工程实际,还必须选择适当的计算参数,解决沟通模型参数与通常的工程参数之间关系的问题。相应的数值分析方法,已发展了有限元、随机有限元、离散元法等。现正将断裂力学、损伤力学的研究成果引入离散化的计算分析,并期望进一步发展基于非连续介质力学和微结构介质力学分析方法。如何处理岩土与结构交界面的工作条件,新的研究方向是将交界面作为较严格的接触问题来研究。这类接触非线性有弹性和弹塑性接触问题,需要运用变分不等式,拉氏乘子法或数学规划等技术求解。从工程实用的目的研究动力相互作用的另一途径,是在工程简化条件下,利用波动力学和基于宏观效应的“拱效应"分析法,给出便于工程应用的简易的解析表达式。

三、防护结构动力计算与设计

防护结构动力问题的加载和响应,一般在秒量级内发生,构件极限延性比可达5~10或更大。发展地下防护结构分析的工程实用方法,需要在简化行波加载特点、地面建筑影响、动力相互作用及材料裂缝开展过程等因素的基础上,给出结构按整体分析计算的应用结论。对于结构承受瞬态荷载的冲击爆炸作用,期望更一步解决振动与波动问题复合的结构动力学问题。关于防护结构的数值分析法,已发展了多种离散化分析方法。但大多以应力参数为基本多数,现已不能适应大变形结构分析的需要以致使计算失败,而应进一步发展以应变参数为基本参数的分析法。在防护工程设计可靠度理论方面,要求建立构件抗弹丸侵彻贯穿和震塌等局部作用设计的可靠反理论。另一方面承受爆炸荷载整体作用的岩上中防护结构设计,由于非随机不确定因素增多,非线性特征增强,统计数据缺乏,给发展概率设计法增加了困难。

这需要利用有限的统计资料,综合结构分析的研究成果,建立接近工程实际的计算模型,并进行工程校准和随机误差分析。如果工程考虑对HWQ多种效应的综合防护,还应在系统分析基础上,对各种效应合理分配可靠度指标,再进行结构的概率设计。

此外,发展防护工程设计的cAD技术,鼗是提高工程设计质量和效率的重要途径。

四、计算机模拟与物理实验

新兴计算机仿真模拟试验与物理实验相结合,是防护工程实验研究发展的重要趋势。相应于岩土工程介质本构模型的发展,冲击爆炸短时动力学数值分析法的发展,以及计算机数值图形显示技术与图象技术的发展,为开拓防护工程的计算机模拟技术领域提供了前提条件。

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