爆炸冲击波在负泊松比蜂窝结构中衰减规律研究

基本信息
批准号:51874041
项目类别:面上项目
资助金额:61.00
负责人:袁梦琦
学科分类:
依托单位:北京理工大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:钱新明,徐豫新,张琦,赵磊,郭亚鑫,傅砺烨
关键词:
爆炸安全救援处置保护装置救护装备油气安全
结项摘要

Heavy causalities were occurred among emergency rescue policemen in the explosion accident during industrial production process, one of the important reasons is that the development on the individual explosion blast protection equipment is not well focused. The negative Poisson's ratio structure shrinks transversely under pressure,therefore the local equivalent density will get increased. It is a light weighted and efficient energy-absorbing structure that is suitable for individual blast protection. However the explosion impact response and evolution mechanism on negative Poisson's ratio structure is not completed. Research methods like theoretical analysis, numerical simulation and dynamic damage experiment will be used in this project, to reveal the propagation path and energy dissipation of shock wave in the negative hexagonal negative Poisson's ratio cell structure, and the response behavior of the shock wave in the multicellular negative Poisson's ratio structure will be obtained. The damage mechanism of cell wall and cell stress-strain relationship will get studied. The relationship between attenuation behavior of shock wave and microscopic and macroscopic design parameters will put forward. Shock wave experiment was used to study the effect of shock wave on negative Poisson's ratio structures. The damage behavior of the cell wall, as well as the formation of the relationship between cell wall damage and the shock wave attenuation at different levels of multi-cell honeycomb structure will be investigated. By constructing the impact wave attenuation effect model of negative Poisson 's ratio structure, this paper will put forward the optimization strategy and evaluation method for individual explosive protection equipment design, providing scientific support and model guidance for the design of personal protective equipment for explosion impact.

爆炸冲击个体防护装备研究薄弱,是造成工业生产爆炸事故中应急救援人员伤亡惨重的重要原因之一。负泊松比结构在受压时横向收缩,局部等效密度迅速增大,是潜在的适用于冲击波个体防护的轻质高效吸能结构。然而爆炸冲击波在负泊松比结构中传播规律复杂,衰减机理尚不清晰。本项目拟选择吸能优越的内凹六边形负泊松比结构为研究对象,运用理论分析、数值模拟、动态毁伤实验等研究方法,通过研究冲击波在胞元中传播路径,获得冲击波在多胞负泊松比结构中能量耗散规律,提出冲击波衰减行为与细观和宏观设计参数的关联关系;利用激波管实验研究冲击波对负泊松比胞元壁面的毁伤行为过程,获得多胞蜂窝结构中不同层级中胞壁毁伤行为与冲击波衰减规律的关联关系;通过构建负泊松比结构冲击波衰减效应评价模型,提出爆炸冲击个体防护装备设计优化策略,为爆炸冲击个体防护装备设计提供科学支撑和模型指导。

项目摘要

爆炸冲击个体防护装备研究薄弱,是造成工业生产爆炸事故中应急救援人员伤亡惨重的重要原因之一。负泊松比结构在受压时横向收缩,局部等效密度迅速增大,是潜在的适用于冲击波个体防护的轻质高效吸能结构。然而爆炸冲击波在负泊松比结构中传播规律复杂,衰减机理尚不清晰。.项目主要研究内容为:.①以内凹六边形蜂窝结构胞元作为研究对象,研究胞元结构在轴向和非轴向压缩下的力学响应行为,分析胞元结构的关键力学参数、能量吸收效果和比吸能数据。.②针对负泊松比蜂窝结构展开了研究,对比分析了传统蜂窝结构与负泊松比蜂窝结构在力学特性、吸能效果与冲击波衰减效率等方面的差异。研究了负泊松比结构的参数优化设计。研究了冲击波在结构中的衰减规律。.③以具有负泊松比效应的内凹蜂窝型功能梯度结构为对象,研究分析具有不同尺寸、角度功能梯度参数的内凹蜂窝型功能梯度结构在不同冲击载荷作用下的力学行为及响应特性。研究获得具有最佳尺寸功能梯度和角度功能梯度参数的复合抗爆结构。.④研究不同聚脲涂覆负泊松比结构得力学性能差异。研究多胞二维负泊松比结构负泊松比结构在爆炸冲击下的失效模式。研究面板厚度比,炸药当量等其他工况下负泊松比结构的响应和破坏情况。.通过开展以上几项研究,获得了负泊松比蜂窝结构在多种场景下的防护性能,为爆炸冲击个体防护装备设计提供了科学支撑和模型指导。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

DOI:
发表时间:2018
2

面向云工作流安全的任务调度方法

面向云工作流安全的任务调度方法

DOI:10.7544/issn1000-1239.2018.20170425
发表时间:2018
3

人工智能技术在矿工不安全行为识别中的融合应用

人工智能技术在矿工不安全行为识别中的融合应用

DOI:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.01.002
发表时间:2019
4

变可信度近似模型及其在复杂装备优化设计中的应用研究进展

变可信度近似模型及其在复杂装备优化设计中的应用研究进展

DOI:10.3901/jme.2020.24.219
发表时间:2020
5

行为安全损耗和激励双路径管理理论研究

行为安全损耗和激励双路径管理理论研究

DOI:
发表时间:2020

袁梦琦的其他基金

相似国自然基金

1

高速冲击下负泊松比金属蜂窝夹芯结构塑性动力响应机理研究

批准号:11802031
批准年份:2018
负责人:肖登宝
学科分类:A1202
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
2

负压环境下爆炸容器内爆炸冲击波传播规律及筒体动态响应研究

批准号:11872002
批准年份:2018
负责人:汪泉
学科分类:A1201
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
3

空中爆炸载荷下宏观负泊松比效应梯度杂交夹层结构失效机理研究

批准号:51879112
批准年份:2018
负责人:程远胜
学科分类:E1101
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
4

聚脲涂覆三维负泊松比点阵夹层结构在爆炸冲击作用下的耗能机理研究

批准号:51879270
批准年份:2018
负责人:张振华
学科分类:E1102
资助金额:58.00
项目类别:面上项目