爆炸中应力波理论分析及数值模拟
爆炸中应力波理论分析及数值模拟
摘要：利用质量守恒定理以及动量守恒原理，对爆炸过程进行分析，推导出应力波在爆炸过程中的传播规律：应力波的幅值，波形和传播速度都会随着介质到重要中心的距离的变化而改变，并且呈现衰减趋势。并用ANSYS模拟球形装药的应力波传播，对上述传播规律进行说明。
关键词：爆炸应力波数值模拟
The Theoretical Analysis and Numerical Modeling of
Explosive Stress Wave
Abstract:Analysis explosion process with the law of the law of conservation of energy and the law of conservation of mass.Propagation rule of stress wave in the explosion process is deduced.The rule suggests amplitude,waveform and wave velocity all change along with the change of media’s distance to the center of the explosion,and show a trend of attenuation. Simulate stress wave of spherical charge by ANSYS and prove the rule mentioned above.
Keywords: Explosion , Stress Wave,Numerical modeling 爆炸时炸药会突然在物理和化学性质上发生巨大变化，同时伴随着巨大能量的释放，在爆炸冲击波向外传播是对周围介质进行作用，所以能够认为是应力波在介质中传播的过程。随着介质中质点距离爆炸中心的距离的不同，应力波呈现出不同的特性，在炸药中传播的是
爆轰波，附近介质中为冲击波，随距离增大变为塑性波和弹性波。如果想要更加深入的认识和理解在工程实际中出现的现象，以及如何应对和处理子相关的问题，首先要理解爆炸过程中的冲击波的特性才行。因为自古以来就有爆炸现象，并且在国防和工农业等各个领域被广泛应用，所以深受重视。仅仅依靠爆破和抗震等积累经验进行爆破实践的指导是不充分的，所以需要对爆破中各种应力波的传播特性进行分析和模拟。
首先运用质量和动量守恒原理对爆炸过程进行分析，通过对爆炸应力波传播规律的推到可以看出，在介质与装药中心之间的距离不断增大的过程中，应力波的幅值衰减，波形在变化，传播速度碱小。利用LS-DYNA 对球形装药爆炸后应力波传播过程进行模拟分析，可以较好的验证这种规律，所以可以通过模拟对规律进行更加深刻的理解和认识。
1.应力波特性与距离关系
考察一维应力波（质点运动方向与波的传播方向相同的应力波）在介质的传播规律，如图1所示。 A B
du d d ,,ρρσσ++ u ,,,C ρσ
A 1
B 1
图1 一维应力波传播模型
设波速为C ，在各向同性的均匀固体中传播，设某时刻t 应力波刚到达AA 1位置处，假设应力波到达之前介质质点的相关参数为：密度ρ、应力σ、速度为零。在经过了dt 的时间之后，应力波作用过后，介质质点的参数变化为：密度ρρd +，应力σσd +，速度为du ，应力波的波阵面运动到BB 1。对控制体AA 1BB 1应用质量守恒和动量守恒定律，因为控制面AB 和A 1B 1上没有质量交换和动量交换的过程，又因为在整个过程中压力可以自动达到平衡，所以能够得到下面的关系表达式：
ρρCd du = (1） σρd Cdu = （2） 而且应力与体积应变Θ的关系：
)(d Θ=f σ （3） 由（1）（2）式可得
ρσd /d C 2= （4） 比容v 与密度的关系式为：ρ1
v = 2d ρρd v -
= （5） 将（5）式带入（4）式得 dv
d v dv σρσ222d -C -== （6）
又因为 v
dv -
=Θd （7） 所以有 Θ=Θ=-=d d d d v d dv v v σρσσ1)(C 2 （8） ]1[即： Θ
=d d σρ1C （9） 2.讨论
图2]2[给出了相对体积变形和应力波之间的关系曲线。当固体中的应力σ变化的时候，在介质中传播的应力波的幅值、形状和速度都会随距离的不同而变化。
图2 压应力和相对体积关系
（1）a σσ<时，由图2可见
Θd d σ为常数，说明介质处于线弹性状态，应力波为线弹性波，波速)
21)(1()1(C μμρμ-+-=
E 式中E ，μ杨氏模量和泊松比。
（2）b a σσσ<<时从图2中的曲线可以看出，在压应力增量很小
的情况下，介质中的质点就会出现相对较大的变形和位移增量，这个区域就是塑形变形区域，此时材料已经进入屈服阶段，此时介质中传播的仅仅是弹性纵波，不存在横波。在这个阶段曲线斜率降低很多，表明了塑性波的传播速度与弹性波的速度相比较有一个较大程度的降低。
（3）c b σσσ<<时，由图2曲线可得，此时Θ
d d σ增大，但是仍然小于第一阶段，说明它的传播速度小于弹性波速（声速），但是大于塑性波的波速。然而压应力值却大于弹性压应力极限，所以此时传播的就是亚声速冲击波。
（4）c σσ<时，图2中的曲线变得更加陡峭，在这个阶段Θd d σ比阶段（3）大很多，说明它的波速比弹性波更大，压应力的最大值已经超过了介质的塑性极限，此时就是超声速冲击波。
通过以上分析可得，应力波的传播速度和波形等是由固体中的压应力决定的。炸药介质内部）
（c R R <压应力与爆炸压力相接近，此时传播的应力波为冲击波，波形十分陡峭，其传播速度大于声速；当距离增加到b R R < 有所减小，此时为亚声速传播的冲击波区；当a b R R < 进一步衰减成弹塑性应力波的双波结构，切塑性波的传播速度小于弹性波的传播速度；当R >a R 时，应力波进一步衰减，塑性波消失，仅剩下弹性波在介质中传播。应力波形图如图3]3[所示。 图3 典型应力波形图 3.传播的数值模拟无限介质中爆炸应力波 用LS-DYNA 模拟球形装药在无限介质中的爆炸，以此来验证上述应力波的传播规律。因为球体具有对称性，所以可以建立实体的81模型，在进行单元网格划分时采用轴对称形式]4[，模型如图4、图5所示。 图4 装药中心示意图 图5 网格划分模型图 LS-DYNA 可以对爆炸过程进行计算，而且可以对爆炸与介质之间的相互作用进行耦合计算，对于计算爆炸地震波的生成传播，以及它对结构的作用是一种较为可靠的方法。 将水泥作为传播介质，其密度为313.2cm g ，屈服强度39.8Mpa ，弹 性波传播速度13233-?s m 。建立半径为100cm 的模型进行计算，由理论 计算可得弹性波到达边界的时间约为s 300μ，， 309μ，取计算时间为s 忽略波的反射效应。 图6 时间曲线 — 节点应力 — 单元应力图7 时间曲线计算结果如图6、7所示。计算结果显示：距离中心最近的单元和节点（图）的应力和压力是最大的，并且远大于材料的屈服极限，随着时间的变化演变成冲击波形式；在离开爆源更远一些的位置（图），尽管介质的应力和压力已经变得较为平缓，但它们的最大值依然大于介质的弹性极限（图）；在远离爆炸中心的地方（图），应力波变为弹性波。这些模拟结果与理论分析的结果吻合的较好，说明模拟手段可以有效的预见爆炸中与应力波传播有关的现象。 参考文献： [1]王礼立，朱兆祥．应力波基础（第二版）．国防工业出版社，1991 [2]熊建国．爆炸动力学及其应用．科学出版社，1987 [3]郭伟国.应力波基础简明教程.西北工业大学出版社,2007.4 [4]时党勇，李裕春，张胜民。基于ANSYS/LS-DYNA8.1进行显式动力分析.清华大学出版社，2005. 第一章爆破工程概论 1.工程爆破主要有哪些方法？ 答：1）按药包形状分类： 集中药包法。最长边不超过最短边的4倍（辐射状作用）。 平面药包法。炸药包的直径大于其厚度的3或4倍（柱面波作用）。 延长药包法。最长边超过最短边或直径的4倍（长度大于17~18倍直径）（近似平面波作用）异形药包法。 2）按装药方式与装药空间形状的不同分类 药室法、药壶法、炮孔法、裸露药包法 3)、按爆破技术分类 定向爆破、预裂、光面爆破、微差爆破、聚能爆破、其他特殊条件下的爆破技术 第二章爆破器材与起爆技术 2.1对工业炸药的基本要求有哪些？ 答：1）具有足够的炸药能量，爆炸性能良好，且有足够的爆炸威力； 2）具有合适的感度，既能用工业雷管引爆，又能确保制造、运输、储存和使用等方面的安全； 3）炸药的反应接近零氧平衡，即爆后生成的有毒气体不得超过安全规定所允许的标准； 4）具有一定的化学安定性，在存储中不变质、老化、失效甚至爆炸，具有一定的存储期； 5）原料来源广，制造工艺简单，价格便宜。 2.2试比较铵梯炸药、铵油炸药的优缺点及组成成分。 答：铵梯炸药组成： NH4NO3 ─铵梯炸药的主要成分---氧化剂 TNT (黑索金）─敏化剂（还原剂）、可燃剂 木粉（柴油、Al粉）─可燃剂 沥青（石蜡、松香等）─憎水剂 谷糠（木粉）─疏松剂 NaCl(KCl) ─消焰剂 岩石硝铵炸药。适用于岩石隧道、巷道的掘进，由硝酸铵、梯恩梯和木粉三种成分组成。（有毒气体80L.kg-1）。 露天硝铵炸药。梯恩梯含量低。 煤矿硝铵炸药。有毒气体生成量少，瓦斯、煤尘爆炸。 高威力硝铵炸药。高威力炸药、中威力炸药（猛度10～16mm ，爆速3000m/s～4000m/s；），低威力炸药。 铵油炸药：是一种无梯炸药(廉价炸药)最广泛使用的一种是含粒状硝酸铵（94％）和轻柴油（6％）的氧平衡混合物。为了减少炸药的结块现象，可适量加入木粉作为疏松剂,和表面活性剂。 特点：铵油炸药与铵梯炸药相比成分简单，原料来源充足，成本低，制造使用安全，可自己制造，一般用于露天爆破。 感度低，起爆比较困难，吸潮及固结的趋势更为强烈。 性能及配比原则（硝酸铵粒度和含水量） 2.3试比较水胶炸药和乳化炸药的组成、优缺点。 答：水胶炸药：主要由氧化剂、水溶液、敏化剂、胶凝剂和交联剂组成，有时加入少量交联延迟剂、抗冻剂、表面活性剂和安定剂，以改善炸药的性能。 水胶炸药的特点：抗水性强，适合于有水工作面的爆破作业；机械感度低，安全性好；爆炸 第一部分：数值模拟技术研究文献综述 浅析数值模拟技术 1．引言 近年来，随着我国大规模地进行“西部大开发”和“南水北调”等巨型工程，越来越多的岩土工程难题摆在我们面前，单纯依靠经验、解析法显然已不能有效指导工程问题的解决，迫切需要更强有力的分析手段来进行这些问题的研究和分析。自R.W. Clough 上世纪60年代末首次将有限元引入某土石坝的稳定性分析以来，数值模拟技术在岩土工程领域取得了巨大的进步，并成功解决了许多重大工程问题。特别是个人电脑的普及及计算性能的不断提高，使得分析人员在室内进行岩土工程数值模拟成为可能。在这样的背景下，数值模拟特别是三维数值模拟技术逐渐成为当前中国岩土工程研究和设计的主流方法之一，也使得岩土工程数值模拟技术成为当今高校和科研院所岩土工程专业学生学习的一个热点。 采用大型通用软件对岩土工程进行数值模拟计算，在目前已成为项目科研、工程设计、风险评估等岩土类项目的必须，学习和掌握Ansys、FLAC3D、UDEC 等数值计算软件已成为学校、科研院所对工程从业人员的基本要求。 数值模拟方法主要有限元法、边界元法、加权余量法、半解析元法、刚体元法、非连续变形分析法、离散元法、无界元法和流形元法等，各种方法都有其对应的软件。 2.数值模拟的发展趋势 可以说, 继理论分析和科学试验之后, 数值模拟已成为科学技术发展的主要手段之一。随着软件技术和计算机技术的发展, 目前国际上数值模拟软件发展呈现出以下一些趋势： （1）. 由二维扩展为三维。早期计算机的能力十分有限，受计算费用和计算机储存能力的限制，数值模拟程序大多是一维或二维的，只能计算垂直碰撞或球形爆炸等特定问题。随着第三代、第四代计算机的出现, 才开始研制和发展更多的三维计算程序。现在，计算程序一般都由二维扩展到了三维，如LS-DYNA2D 和LS - DYNA3D、AUTODYN2D 和AUTO-DYN3D。 （2）.从单纯的结构力学计算发展到求解许多物理场问题。数值模拟分析方法最早是从结构化矩阵分析发展而来，逐步推广到板、壳和实体等连续体固体力学分析，实践证明这是一种非常有效的数值模拟方法。近年来数值模拟方法已发展到流体力学、温度场、电传导、磁场、渗流等求解计算，最近又发展到求解几个交叉学科的问题。例如内爆炸时，空气冲击波使墙、板、柱产生变形，而墙、板、柱的变形又反过来影响到空气冲击波的传播，这就需要用固体力学和流体动力学的数值模拟结果交叉迭代求解。 （3）.由求解线性问题进展到分析非线性问题。随着科学技术的发展，线性理论已经远远不能满足设计的要求。诸如岩石、土壤、混凝土等，仅靠线性计算理论就不足以解决遇到的问题，只有采用非线性数值算法才能解决。众所周知，非线性的数值模拟是很复杂的，它涉及到很多专门的数学问题和运算技巧，很难为一般工程技术人员所掌握。为此，近年来国外一些公司花费了大量的人力和资金，开发了诸如LS- DYNA3D、ABAQUS和AU-TODYN等专长求解非线性问题的有限元分析软件，并广泛应用于工程实践。这些软件的共同特点是具有高效 华中科技大学体育馆数值模拟分析 6.1分析模型的建立 采用有限元软件ANSYS建立该网壳结构有限元分析模型。整体屋盖结构共计1481个节点，4430个单元，16种截面类型。建模时，网壳结构主体结构部分 （包括主桁架、次桁架、水平支撑和檩条）采用ANSYS的LINK8杆单元建模，两侧翼的主梁、次梁和支承钢管柱均采用BEAM4梁单元，网壳结构屋面下部混凝土支承结构亦采用BEAM4梁单元。分析时，屋面板、设备管线等荷载等效为节点荷载，施加在结构节点上。 在网壳结构有限元分析中，对于杆件采用的LINK8 3-D Spar单元为三维单元，假设材料为均质等直杆，且在轴向上施加载荷，可以承受单向的拉伸或者压缩，每个节点上具有三个自由度，即沿X、丫和Z坐标轴方向。该单元具有塑性、蠕变、应力硬化和大变形等功能，能较好的模拟三维空间桁架单元。 对于两侧翼结构和下部支撑体系的柱、梁等结构采用的BEAM4单元是一个轴向拉压、扭转和弯曲单元，每个节点有三个平动自由度和三个转动自由度，具有应力刚化和大变形功能。 施工过程模拟分析时考虑时，同时考虑温度效应影响，计算时材料假定为理想弹塑性材料。 6.2分析工况选取 按照实际施工顺序，将网壳结构屋盖施工过程划分为 5个工况进行施工数值 模拟，计算温度取为该阶段施工完成时的环境温度。 工况1: 7榀拱形主桁架安装完毕，但临时支撑未撤除，计算温度为温度15C ； (a )短轴立面 1' 裁灌 1::“ 麻 MM ■■号 -? ■?■ 水 * S-ES-B- Kir *￡靈曲 r-…；： 1 ;u * 图6-1有限元分析模型 图6-4工况2中屋盖结构平面图图6-5工况2中屋盖结构立面图工况3：次桁架、水平支撑及楼梯安装完毕，临时支撑拆除，计算温度为29C; 图6-6工况2中屋盖结构平面图 (b )长轴立面 图6-7工况2中屋盖结构立面图工况4：檩条及设备管线安装完毕，计算温度为41C; 完成后拆除其临时支撑，计算温度为8C； (a)短轴立面 (b)长轴立面 (a)短轴立面 第五章梳齿受力数值模拟与分析 梳齿是梳齿式采棉机的核心部件，是梳齿式采棉机主要的研究内容，梳齿的好坏直接影响棉花的采摘效果，由于梳齿在采摘过程中受力复杂，配合影响因素较多，因此本文主要选取梳齿在单个棉杆节点处的受力为梳齿的受力状况，主要分析梳齿在节点处的受力变形问题。通过ANSYS分析，为梳齿式采棉机采摘部分的优化设计提供理论依据和实验指导。 5.1 基于ANSYS梳齿模型的建立 5.1.1 几何模型构建及网格划分 ANSYS软件可以用于简单模型的建立，它和其他的二维、三维软件有很好的接口，因此对于复杂的模型一般都是先用PRO/E、SolidWorks、UG等三维造型软件进行建模，对于简单的模型，可以运用CAD、CAXA等二维绘图软件进行建模，然后导入ANSYS进行分析，本文中涉及的梳齿受力的结构比较简单，可以直接用ANSYS软件本身提供的建模工具进行建模。 对于梳齿受力的模拟可以是二维模拟也可以是三维模拟，由于本研究对象结构简单，形状均匀，受力简单，因此可以做些简化。在建模时采用二维有限元模型并将出棉口按密闭处理，网状输送管道做静态分析，简化后的影响将在第六章分析验证。本研究主要关心的是梳齿装置受力变形的分布情况，试验证明这样的简化对梳齿影响不大。 在模型生成后，要对梳齿受力区域内进行离散，即有限元网格的生成，网格划分可分为结构化网格和非结构化网格两种。采用结构化网格易于生成物面附近的边界层网格，且有较多算法和成熟的受力分析模型，但需要较长的物面离散时间，对复杂的外形必须构造不同的网络拓扑结构，无法实现网格的自动生成，费时费力。非结构化网格消除了结构化网格中节点的结构性限制，节点和单元的分布可控性好，能够很好的处理边界问题，适宜于模拟复杂外形[23]，近年来发展迅速，应用较为广泛。在进行网格划分时要考虑到分离室内的流动特性，进而对网格做适当的调整。 本文对梳齿式采棉机采摘部件的分析面采用非结构化网格划分，并适当对一些边界面进行加密，尽可能保持计算区域和实际流动区域的一致性，通过加密可以捕捉到在某些截面产生的巨大的受力梯度对梳齿造成的显著影响，以保证模拟计算的精度。建立梳齿的几何模型，整个梳齿的计算区域被划分单元格，生成的模型网格。 5.1.2 主要边界条件 本研究中，主要考虑梳齿在受不同种力对梳齿变形的影响，因此，设计不同 《数值传热学》作业： 顶 盖 驱 动 流 数 值 模 拟 分 析 西安科技大学能源学院安全技术及工程 申敬杰201112612 顶盖驱动流数值模拟分析 顶盖驱动流作为经典的数值计算模型，常常用来考核源程序和计算思想的正确性。这种流动边界条件简单，而且不涉及模型的影响，便于直接评价差分格式的性能。 1.引言 数值传热学，又称计算传热学，是指对描写流动与传热问题的控制方程采用数值方法，通过计算机求解的一门传热学与数值方法相结合的交叉学科。数值传热学的基本思想是把原来在空间与时间坐标中连续的物理量的场（如速度场，温度场，浓度场等），用一系列有限个离散点上的值的集合来代替，通过一定的原则建立起这些离散点变量值之间关系的代数方程（称为离散方程）。求解所建立起来的代数方程已获得求解变量的近似值。 由于实验方法或分析方法在处理复杂的流动与换热问题时，受到较大的限制，例如问题的复杂性，即无法做分析解，也因为费用的昂贵而无力进行实验测定，而数值计算的方法正具有成本较低和能模拟复杂或较理想的过程等优点，数值传热学得到了飞速的发展。特别是近年来，计算机硬件工业的发展更为数值传热学提供了坚实的物质基础，使数值模拟对流动与传热过程的研究发挥了重要的作用。 目前，比较著名的数值模拟分析应用软件有FLUENT、CFX、STAR-CD、和PHOENICS等，而FLUENT是国内外比较流行的商用CFD软件包，该软件以其市场占有率高、计算准确、界面友好、使用简单、应用领域广、物理模型多而获得较高的市场占有率和用户的肯定。 2.物理模型 在一个正方形的二维空腔中充满等密度的空气，方腔每边长为0.12m，取雷 诺数为Re=12000，由Re=vd/υ，方腔的当量直径d ，计算知d=0.12m，又υ=15.7 ×10 ﹣6m2/s，则顶盖驱动流的速度v=1.57m/s，即其顶板以1.57m/s的 速度向右移动，同时带动方腔内流体的流动，流场内的流体为紊流。计算区域示意图如图1所示。 v=1.57m/s L=0.12m 图1 计算区域示意图 材 料 力 学 ·170 · 第8章 应力分析·强度理论 8.1 概 述 前面几章中，分别讨论了轴向拉伸与压缩、扭转和弯曲等几种基本变形构件横截面上的应力，并根据相应的实验结果，建立了危险点处只有正应力或只有切应力时的强度条件 []max σσ≤或[]max ττ≤ 式中：max σ或max τ为构件工作时最大的应力，由相关的应力公式计算；[]σ或[]τ为材料的许 用应力，它是通过直接实验（如轴向拉伸或纯扭），测得材料相应的极限应力，再除以安全因数获得的，没有考虑材料失效的原因。这些强度条件的共同特点是：其一，危险截面的危险点只有正应力或只有切应力作用；其二，都是通过实验直接确定失效时的极限应力。 上述强度条件对于分析复杂情形下的强度问题是远远不够的。例如，仅仅根据横截面上的应力，不能分析为什么低碳钢试样拉伸至屈服时，表面会出现与轴线成45°角的滑移线；也不能分析铸铁圆试样扭转时，为什么沿45°螺旋面断开；根据横截面上的应力分析和相应的实验结果，不能直接建立既有正应力又有切应力存在时的强度条件。 实际工程中，构件受力可能非常复杂，从而使得受力构件内截面上一点处往往既有正应力，又有切应力。对于这些复杂的受力情况，一方面要研究通过构件内某点各个不同方位截面上的应力变化规律，从而确定该点处的最大正应力和最大切应力及其所在的截面方位；另一方面需要研究材料破坏的规律，找出材料破坏的共同因素，通过实验确定这一共同因素的极限值，从而建立相应的强度条件。 本章主要研究受力构件内一点的应力状态，应力与应变之间的关系（广义胡克定律）以及关于材料破坏规律的强度理论，从而为在各种应力状态下的强度计算提供必要的理论基础。 8.2 一点的应力状态·应力状态分类 受力构件内一点处不同截面上应力的集合，称为一点的应力状态。为了描述一点的应力状态，在一般情况下，总是围绕这点截取一个3对面互相垂直且边长充分小的正六面体，这一六面体称为单元体。当受力构件处于平衡状态时，从构件内截取的单元体也是平衡的，单元体的任何一个局部也必是平衡的。所以，当单元体3对面上的应力已知，就可以根据截面法求出通过该点的任一斜截面上的应力情况。因此，通过单元体及其3对互相垂直面上的应力，可以描述一点的应力状态。 为了确定一点的应力状态，需要先确定代表这一点的单元体的6个面上的应力。为此，在单元体的截取时，应尽量使其各面上应力容易求得。 焊接接头延性损伤与断裂的数值模拟与分析 目录 第一章绪论 (1) 1.1 研究背景 (1) 1.2 理论基础及研究现状 (2) 1.2.1 延性损伤力学的发展 (2) 1.2.2 细观损伤力学的现状 (3) 1.2.3 延性裂纹扩展模拟研究现状 (5) 1.3 本文研究内容 (8) 第二章30Cr2Ni4MoV转子钢焊接接头GTN模型材料参数的确定 (9) 2.1 引言 (9) 2.2 实验方法 (9) 2.3 有限元计算模型 (11) 2.4 GTN模型参数的确定 (12) 2.5 结果分析 (15) 2.6 小结 (17) 第三章裂纹位置对焊接接头延性裂纹起裂和扩展的影响 (18) 3.1 概述 (18) 3.2 有限元计算模型 (18) 3.3 有限元计算结果及讨论 (19) 3.3.1 模拟的载荷位移曲线和J阻力曲线 (19) 3.3.2 延性裂纹起裂和扩展的力学分析 (21) 3.3.3 延性裂纹扩展路径 (26) 3.4 结论 (28) 第四章裂尖局部残余应力对焊接接头延性裂纹起裂和扩展的影响 (29) 4.1 概述 (29) 4.2 有限元模型 (30) 4.3 残余应力分布 (31) 4.3.1 母材、焊缝、热影响区中裂尖残余压应力分布 (31) 4.3.2 界面处残余压应力分布 (33) 4.3.3 裂尖残余拉应力分布 (33) 4.4 裂尖局部残余应力对载荷位移曲线和J阻力曲线的影响 (35) 4.4.1 局部残余压应力对载荷位移曲线和J阻力曲线的影响 (35) 4.4.2 残余拉应力对载荷位移曲线的影响 (38) 4.5 残余应力对应力、应变及损伤场的影响 (39) 4.5.1 母材裂尖局部残余压应力对裂尖前应力、应变、损伤场的影响 (39) 4.5.2 焊缝裂尖残余压应力对应力、应变、损伤场的影响 (43) 4.5.3裂尖残余压应力对焊缝和热影响区界面材料裂尖应力、应变、损伤场的影响 (46) 4.5.4母材裂尖局部残余拉应力对裂尖前应力、应变、损伤场的影响 (49) 4.6 小结 (52) 第五章残余应力对三维延性裂纹起裂和扩展的影响 (53) 5.1 概述 (53) 5.2 有限元模型 (54) 5.3 残余应力分布 (55) 5.4 残余应力对载荷位移曲线和J阻力曲线的影响 (58) 5.5 残余应力对裂纹扩展路径的影响 (60) 5.6 残余应力对应力、应变、损伤场的影响 (61) 5.7 小结 (65) 第六章总结 (67) 三维圆管紊流流动状况的数值模拟分析 在工程和生活中，圆管内的流动是最常见也是最简单的一种流动，圆管流动有层流和紊流两种流动状况。层流，即液体质点作有序的线状运动，彼此互不混掺的流动；紊流，即液体质点流动的轨迹极为紊乱，质点相互掺混、碰撞的流动。雷诺数是判别流体流动状态的准则数。本研究用CFD 软件来模拟研究三维圆管的紊流流动状况，主要对流速分布和压强分布作出分析。 1 物理模型 三维圆管长2000mm l =，直径100mm d =。 流体介质：水，其运动粘度系数6 2 110m /s ν-=?。 Inlet ：流速入口，10.005m /s υ=，20.1m /s υ= Outlet ：压强出口 Wall ：光滑壁面，无滑移 2 在ICEM CFD 中建立模型 2.1 首先建立三维圆管的几何模型Geometry 2.2 做Blocking 因为截面为圆形，故需做“O ”型网格。 2.3 划分网格mesh 注意检查网格质量。 在未加密的情况下，网格质量不是很好，如下图 因管流存在边界层，故需对边界进行加密，网格质量有所提升，如下图 2.4 生成非结构化网格，输出fluent.msh等相关文件 3 数值模拟原理 紊流流动 当以水流以流速20.1m /s υ=，从Inlet 方向流入圆管，可计算出雷诺数10000υd Re ν ==，故圆管内流动为紊流。 假设水的粘性为常数（运动粘度系数62 110m /s ν-=?）、不可压流体，圆管光滑，则流动的控制方程如下： ①质量守恒方程： ()()()0u v w t x y z ρρρρ????+++=???? (0-1) ②动量守恒方程： 2()()()()()()()()()()[]u uu uv uw u u u t x y z x x y y z z u u v u w p x y z x ρρρρμμμρρρ??????????+++=++??????????'''''????+---- ???? (0-2) 2 ()()()()()()()()()()[]v vu vv vw v v v t x y z x x y y z z u v v v w p x y z y ρρρρμμμρρρ??????????+++=++??????????'''''????+- ---???? (0-3) 2 ()()()()()()()()()()[]w wu wv ww w w w t x y z x x y y z z u w v w w p x y z z ρρρρμμμρρρ??????????+++=++??????????'''''????+- ---???? (0-4) ③湍动能方程： ()()()()[())][())][())]t t k k t k k k ku kv kw k k t x y z x x y y k G z z μμρρρρμμσσμμρεσ????????+++=+++????????? ?+ ++-?? (0-5) ④湍能耗散率方程： 212()()()()[())][())][())]t t k k t k k u v w t x y z x x y y C G C z z k k εεμμρερερερεεεμμσσμεεεμρσ??????? ?+++=+++??????????+++-?? (0-6) 式中，ρ为密度，u 、ν、w 是流速矢量在x 、y 和z 方向的分量，p 为流体微元体上的压强。 方程求解：采用双精度求解器，定常流动，标准ε-k 模型，SIMPLEC 算法。 4 在FLUENT 中求解计算紊流流动 4.1 FLUENT 设置 除以下设置为紊流所必须设置的外，其余选项和层流相同，不再详述。 1工程概况 研究此段为中条山隧道K9+450～K10+560段，此处隧道最大埋深约540m，主要由太古界涑水群表壳岩组合解州片麻岩（Hgn）地层组成，构成中条山隧道分水岭北侧的主体；此段组成隧道的围岩岩性主要为变粒岩、花岗片麻岩等。该套地层岩性复杂，组合无规律。岩层产状整体倾向南东，倾角一般在50ｏ～70ｏ间变化。在AK9+900～AK10+000段为区域性断层影响段，此断层为破碎岩石组成，将为基岩裂隙水下渗提供通道，隧道开挖必将引起涌水，同时此段围岩稍差，施工时易引起坍塌。此段同时也是中条山北侧泉水主要涌出段，水文情况复杂。总体评价，本段工程地质条件差。 在此处，具体运用FLAC3D进行模拟的区段均取洞身YK10+100～YK10+180段。该区段为V级围岩区域，埋深为505～512m，为断层，附近太古界涑水群花岗片麻岩、黑云斜长片麻岩、岩石破碎。隧道断面为SVc型，如图2-2所示。 图2-2SVc型隧道断面图 隧道衬砌按新奥法原理设计，采用SVc型复合式衬砌，该衬砌适用于隧道洞身V级断层影响带及软弱破碎围岩段的初期支护及衬砌，超前支护各环采用42×4mm注浆小导管超前预加固围岩，长4.5m，环向间距35cm，搭接长度1.3m，斜插角10ｏ～15ｏ，每环37根；初衬以喷、锚、网为主要支护手段：钢拱架为I20a型钢，纵向间距75cm，每榀钢拱架之间采用φ22钢筋连接，环形间距1.0m；锚杆采用D25中空注浆锚杆，长3.5m，间距75cm（纵）×100cm（环），与钢拱架交错布置；喷C25早强混凝土26cm。二次衬砌和仰拱均为C30钢筋混凝土结构，厚50cm。 1.2数值计算模型 根据中条山隧道工程的实际状况，为提高计算速度，在保证计算精度的前提下，取桩号YK10+100～YK10+160段采用大型有限差分软件FLAC3D进行建模分析。 对于全断面法、预留核心土法、台阶法，由于整个隧道模型左右对称，为减少计算量，可取隧道模型的一半计算，隧道的计算模型I如图2-3所示。 图2-3计算模型I示意图 x、y、z各方向的长度分别为60m、60m和140m。模型的表面为自由边界，底部为固定边界条件，四周为法向位移约束边界条件。模型共有10912个节点，9360个实体单元。 对于单侧壁导坑法，由于整个隧道模型左右不对称，可取隧道模型的一半计算，隧道的计算模型II如图2-4所示。 x、y、z各方向的长度分别为120m、60m和140m。模型的表面为自由边界，底部为固定边界条件，四周为法向位移约束边界条件。模型共有25637个节点，23220个实体单元。 图2-4计算模型II示意图 FLAC3D提供了丰富的单元库供用户选择，这样可以对各种材料进行模拟。计算中V级围岩均采用摩尔—库伦材料，初期支护体系中的喷层混凝土视为线弹性体，二次衬砌混凝土及仰拱均采用 数值模拟软件大全 GEO-SLOPE Offical WebSite: www. geo-slope. com SLOPE/W: 专业的边坡稳定性分析软件, 全球岩土工程界首 选的稳定性分析软件 SEEP/W: 专业的地下渗流分析软件, 第一款全面处理非饱和土体渗流问题的商业化软件 SIGMA/W: 专业的岩土工程应力应变分析软件, 完全基于土(岩)体本构关系建立的专业有限元软件 QUAKE/W: 专业的地震应力应变分析软件, 线性、非线性土体的水平向与竖向耦合动态响应分析软件 TEMP/W: 专业的温度场改变分析软件, 首款最具权威、涵盖范围广泛的地热分析软件 CTRAN/W: 专业的污染物扩散过程分析软件, 超值实用、最具性价比的地下水环境土工软件 AIR/W:专业的空气流动分析软件, 首款处理地下水-空气-热相互作用的专业岩土软件 VADOSE/W: 专业的模拟环境变化、蒸发、地表水、渗流及地下水对某个区或对象的影响分析软件, 设计理论相当完善和全面的环境土工设计软件 Seep3D(三维渗流分析软件)是GeoStudio2007专门针对工程结构中的真实三维渗流问题, 而开发的一个专业软件, Seep3D软件将强大的交互式三维设计引入饱和、非饱和地下水的建模中, 使用户可以迅速分析各种各样的地下水渗流问题. 特点:GeoStudio其实就是从鼎鼎大名的GEO-SLOPE发展起来的, 以边坡分析出名, 扩展到整个岩土工程范围, 基于. NET平台开发的新一代岩土工程仿真分析软件, 尤其是VADOSE/W模块是极具前瞻性的, 环境岩土工程分析的利器. 遗憾的是其模块几乎都只提供平面分析功能. Rocscience Offical WebSite: www. rocscience. com Rocscience 软件的二维和三维分析主要应用在岩土工程和 采矿领域, 该软件使岩土工程师可以对岩质和土质的地表 和地下结构进行快速、准确地分析, 提高了工程的安全性并 减少设计成本. Rocscience 软件对于岩土工程分 析和设计都很方便, 可以帮助工程师们得到快速、正确的解答. Rocscience 软件对于用户最新的项目都有高效的解算结果, 软件操作界面是基于WINDOWS 系统的交互式界面. Rocscience 软件自带了基于CAD 的绘图操作界面, 可以随意输入多种格式的数据进行建模, 用户可以快速定义模型的材料属性、边界条件等, 进行计算得到自己期望的结果. Rocscience 软件包括以下十三种专业分析模块: Slide 二维边坡稳定分析模块 第1题 应力波在杆身存在波阻抗增大、杆端处于自由情况下，在杆头实测杆身波阻抗增大位置的多次反射波是 A.反向 B.奇数次反射反向，偶数次反射同向 C.同向 D.奇数次反射同向，偶数次反射反向 答案：B 第2题 应力波在杆身存在波阻抗增大、杆端处于自由情况下，在杆头实测杆身波阻抗增大位置的多次反射波幅值比一次入射波幅值 A.相同 B.大 C.小 D.不确定 答案：C 第3题 应力波在杆身存在波阻抗增大、杆端处于自由情况下，在杆头实测杆身波阻抗增大位置的一次反射波幅值比入射波幅值 A.相同 B.大 C.小 D.不确定 答案：C 第4题 应力波在杆身存在波阻抗增大、杆端处于自由情况下，在杆头实测杆身波阻抗增大位置的一次反射波是 A.反向 B.奇数次反射反向，偶数次反射同向 C.同向 D.奇数次反射同向，偶数次反射反向 答案：A 第5题 在上行波中，质点运动的速度方向与所受力方向 A.一致 B.相反 C.有时一致，有时相反 D.垂直 答案：B 第6题 在下行波中，质点运动的速度方向与所受力方向 A.一致 B.相反 C.有时一致，有时相反 D.垂直 答案：A 第7题 质点速度的含义及数值范围 A.单位时间里质点在其平衡点附近运动时的位移变化量，一般只有几cm/s B.单位时间内振动传播的距离，一般会达到几km/s C.单位时间内振动传播的距离，一般只有几cm/s D.单位时间里质点在其平衡点附近运动时的位移变化量，一般只有几km/s 答案：A 第8题 机械振动是什么 A.物体（质点）在其平衡位置附近来回往复的运动 B.物体（质点）或系统在连续介质中的传播过程 C.引起应力波的外载荷 D.扰动与未扰动的分界面 答案：A 第9题 两列应力波相遇，在相遇区域内，应力波有什么特性 A.反射、透射 B.散射 C.叠加 D.弥散（衰减） 答案：C 第10题 波动是什么？ A.物体（质点）在其平衡位置附近来回往复的运动 B.物体（质点）振动在空间的传播过程 C.引起应力波的外载荷 D.扰动与未扰动的分界面 答案：B 第11题 FLAC-数值模拟分析 1 工程概况 研究此段为中条山隧道K9+450～K10+560段，此处隧道最大埋深约540 m，主要由太古界涑水群表壳岩组合解州片麻岩（Hgn）地层组成，构成中条山隧道分水岭北侧的主体；此段组成隧道的围岩岩性主要为变粒岩、花岗片麻岩等。该套地层岩性复杂，组合无规律。岩层产状整体倾向南东，倾角一般在50ｏ～70ｏ间变化。在AK9+900～AK10+000段为区域性断层影响段，此断层为破碎岩石组成，将为基岩裂隙水下渗提供通道，隧道开挖必将引起涌水，同时此段围岩稍差，施工时易引起坍塌。此段同时也是中条山北侧泉水主要涌出段，水文情况复杂。总体评价，本段工程地质条件差。 在此处，具体运用FLAC3D进行模拟的区段均取洞身YK10+100～YK10+180段。该区段为V级围岩区域，埋深为505～512 m，为断层，附近太古界涑水群花岗片麻岩、黑云斜长片麻岩、岩石破碎。隧道断面为SVc型，如图2-2所示。 图2-2 SVc型隧道断面图 隧道衬砌按新奥法原理设计，采用SVc型复合式衬砌，该衬砌适用于隧道洞身V级断层影响带及软弱破碎围岩段的初期支护及衬砌，超前支护各环采用 42×4 mm注浆小导管超前预加固围岩，长4.5 m，环向间距35 cm，搭接长度1.3 m，斜插角10ｏ～15ｏ，每环37根；初衬以喷、锚、网为主要支护手段：钢拱架为I20a型钢，纵向间距75 cm，每榀钢拱架之间采用φ22钢筋连接，环形间距1.0 m；锚杆采用D25中空注浆锚杆，长3.5 m，间距75 cm（纵）×100 cm （环），与钢拱架交错布置；喷C25早强混凝土26 cm。二次衬砌和仰拱均为C30钢筋混凝土结构，厚50 cm。 1.2 数值计算模型 根据中条山隧道工程的实际状况，为提高计算速度，在保证计算精度的前提下，取桩号YK10+100～YK10+160段采用大型有限差分软件FLAC3D进行建模分析。 对于全断面法、预留核心土法、台阶法，由于整个隧道模型左右对称，为减少计算量，可取隧道模型的一半计算，隧道的计算模型I如图2-3所示。 Z X Y 图2-3 计算模型I示意图 x、y、z各方向的长度分别为60 m、60 m和140 m。模型的表面为自由边 第七章 应力和应变分析 强度理论 §7.1应力状态概述 过构件上一点有无数的截面，这一点的各个截面上应力情况的集合，称为这点的应力状态 §7.2二向和三向应力状态的实例 §7.3二向应力状态分析—解析法 1．任意斜截面上的应力 在基本单元体上取任一截面位置，截面的法线n 。 在外法线n 和切线t 上列平衡方程 αασαατσc o s )c o s (s i n )c o s (dA dA dA x xy a -+ 0s i n )s i n (c o s )s i n (=-+αασαατdA dA y yx αασαατ τsin )cos (cos )cos (dA dA dA x xy a -- 0sin )sin (cos )sin (=++ααταασdA dA yx y 根据剪应力互等定理，yx xy ττ=，并考虑到下列三角关系 22sin 1sin ,22cos 1cos 22 α ααα-=+= ， ααα2sin cos sin 2= 简化两个平衡方程，得 ατασσσσσα2sin 2cos 2 2 xy y x y x --+ += xy τyx τn α t ατασστα2cos 2sin 2 xy y x +-= 2．极值应力 将正应力公式对α取导数，得 ?? ????+--=ατασσασα 2cos 2sin 22xy y x d d 若0αα=时，能使导数 0=α σα d d ，则 02cos 2sin 2 00=+-ατασσxy y x y x xy tg σστα-- =220 上式有两个解：即0α和 900±α。在它们所确定的两个互相垂直的平面上，正应力取得极值。且绝对值小的角度所对应平面为最大正应力所在的平面，另一个是最小正应力所在的平面。求得最大或最小正应力为 2 2min max )2 (2xy y x y x τσσσσσσ+-±+= ??? 0α代入剪力公式，0ατ为零。这就是说，正应力为最大或最小所在的平面，就是主平 面。所以，主应力就是最大或最小的正应力。 将切应力公式对α求导，令 02sin 22cos )(=--=ατασσα τα xy y x d d 若1αα=时，能使导数0=α τα d d ，则在1α所确定的截面上，剪应力取得极值。通过求导可得 02sin 22cos )(11=--ατασσxy y x xy y x tg τσσα221-= 求得剪应力的最大值和最小值是： 2 2min max )2 ( xy y x τσσττ+-±=??? 与正应力的极值和所在两个平面方位的对应关系相似，剪应力的极值与所在两个平面方 第1章基础理论试题 1.1 应掌握部分的试题 1.1.1 填空题 1. 爆破安全技术包括爆破施工作业中的安全问题和爆破对周围建筑设施与环境安全影响两大部分。 2. 长期研究和应用实践表明：工程爆破的发展前景正朝着精细化、科学化、数字化方向发展。 3. 爆破器材的发展方向是高质量、多品种、低成本和生产工艺连续化。 4. 小直径钎头，按硬质合金形状分为片式和球齿式。 5. 手持式凿岩机可钻凿水平、倾斜及垂直向下方向的炮孔。 6. 目前常采用的空压机的类型是风动空压机、电动空压机。 7. 选择钎头时，主要根据凿岩机的类别，估计钻凿炮孔的最大直径，再根据所钻凿矿岩的岩性、节理裂隙的发育情况，确定钎头类型和规格。 8. 潜孔钻机是将冲击凿岩的工作机构置于孔内，这样结构可以减少凿岩能量损失。 9. 潜孔钻机通过其风接头，将高压空气输入冲击器，依靠机械传动装置，可确保空心主轴输出的扭矩传递给钎杆。 10. 牙轮钻机以独具特色的碾压机理破碎岩石，它的钻凿速度与轴压之间具有指数关系，增大轴压可以显著提高凿岩速度。 11. 影响炸药殉爆距离的因素有装药密度、药量、药径、药包外壳和连接方式。12. 雷管和小直径药包底部有一凹穴，其作用是为了提高雷管和药包的聚能效应。 13. 炸药爆炸必须具备的三个基本要素是：变化过程释放大量的热、变化过程必须是高速的、边界过程能产生大量气体。 14. 炸药化学反应的四种基本形式是：热分解、燃烧、爆炸和爆轰。15. 引起炸药爆炸的外部作用是：热能、机械能、爆炸能。 16. 炸药爆炸所需的最低能量称临界起爆能。17. 炸药爆炸过程的热损失主要取决于爆炸过程中的热传导、热辐射、介质的塑性变形。 18. 炸药的热化学参数有：爆热、爆温、爆压、19. 炸药的爆炸性能有：爆 第八章 应力状态和强度理论 授课学时：8学时 主要内容：斜截面上的应力；二向应力状态的解析分析和应力圆。三向应力简介。 $8.1应力状态概述 单向拉伸时斜截面上的应力 1．应力状态 过构件上一点有无数的截面，这一点的各个截面上应力情况的集合，称为这点的应力状态 2．单向拉伸时斜截面上的应力 横截面上的正应力 A N =σ 斜截面上的应力 ασα cos cos ===A P A P p a a 斜截面上的正应力和切应力为 ασασ2cos cos ==a a p ασ ατ2sin 2 sin = =a a p 可以得出 0=α时 σσ=max 4 π α= 时 2 m a x σ τ= 过A 点取一个单元体，如果单元体的某个面上只有正应力，而无剪应力，则此平面称为主平面。主平面上的正应力称为主应力。 主单元体 若单元体三个相互垂直的面皆为主平面，则这样的单元体称为主单元体。三个主应力中有一个不为零，称为单向应力状态。三个主应力中有两个不为零，称为二向应力状态。三个主应力中都不为零，称为三向应力状态。主单元体三个主平面上的主应力按代数值的大小排列，即为321σσσ≥≥。 P P a a α $8.2二向应力状态下斜截面上的应力 1． 任意斜截面上的应力 在基本单元体上取任一截面位置，截面的法线n 。 在外法线n 和切线t 上列平衡方程 αασαατσc o s )c o s (s i n )c o s (dA dA dA x xy a -+ 0sin )sin (cos )sin (=-+αασαατdA dA y yx αασααττ sin )cos (cos )cos (dA dA dA x xy a -- 0sin )sin (cos )sin (=++ααταασdA dA yx y 根据剪应力互等定理，yx xy ττ=，并考虑到下列三角关系 22sin 1sin ,22cos 1cos 22 α ααα-=+= ， ααα2sin cos sin 2= 简化两个平衡方程，得 ατασσσσσα2sin 2cos 2 2 xy y x y x --+ += ατασστα2cos 2sin 2 xy y x +-= 2．极值应力 将正应力公式对α取导数，得 ?? ????+--=ατασσασα 2cos 2sin 22xy y x d d 若0αα=时，能使导数 0=α σα d d ，则 02cos 2sin 2 00=+-ατασσxy y x y x xy tg σστα-- =220 上式有两个解：即0α和 900±α。在它们所确定的两个互相垂直的平面上，正应力取 xy τyx τn α t 1 工程概况 研究此段为中条山隧道K9+450～K10+560段，此处隧道最大埋深约540 m，主要由太古界涑水群表壳岩组合解州片麻岩（Hgn）地层组成，构成中条山隧道分水岭北侧的主体；此段组成隧道的围岩岩性主要为变粒岩、花岗片麻岩等。该套地层岩性复杂，组合无规律。岩层产状整体倾向南东，倾角一般在50ｏ～70ｏ间变化。在AK9+900～AK10+000段为区域性断层影响段，此断层为破碎岩石组成，将为基岩裂隙水下渗提供通道，隧道开挖必将引起涌水，同时此段围岩稍差，施工时易引起坍塌。此段同时也是中条山北侧泉水主要涌出段，水文情况复杂。总体评价，本段工程地质条件差。 在此处，具体运用FLAC3D进行模拟的区段均取洞身YK10+100～YK10+180段。该区段为V级围岩区域，埋深为505～512 m，为断层，附近太古界涑水群花岗片麻岩、黑云斜长片麻岩、岩石破碎。隧道断面为SVc型，如图2-2所示。 图2-2 SVc型隧道断面图 隧道衬砌按新奥法原理设计，采用SVc型复合式衬砌，该衬砌适用于隧道洞身V级断层影响带及软弱破碎围岩段的初期支护及衬砌，超前支护各环采用42×4 mm注浆小导管超前预加固围岩，长m，环向间距35 cm，搭接长度m，斜插角10ｏ～15ｏ，每环37根；初衬以喷、锚、网为主要支护手段：钢拱架为I20a 型钢，纵向间距75 cm，每榀钢拱架之间采用φ22钢筋连接，环形间距m；锚杆采用D25中空注浆锚杆，长m，间距75 cm（纵）×100 cm（环），与钢拱架交错布置；喷C25早强混凝土26 cm。二次衬砌和仰拱均为C30钢筋混凝土结构，厚50 cm。 数值计算模型 根据中条山隧道工程的实际状况，为提高计算速度，在保证计算精度的前提下，取桩号YK10+100～YK10+160段采用大型有限差分软件FLAC3D进行建模分析。 对于全断面法、预留核心土法、台阶法，由于整个隧道模型左右对称，为减少计算量，可取隧道模型的一半计算，隧道的计算模型I如图2-3所示。 图2-3 计算模型I示意图 x、y、z各方向的长度分别为60 m、60 m和140 m。模型的表面为自由边界，底部为固定边界条件，四周为法向位移约束边界条件。模型共有10912个节点，9360个实体单元。 基桩检测应力波理论（练习题库） 单项选择题（共31 题) 1、下行波的计算公式是() A、F↓=F+ZV。 B、F↓=F-ZV。 C、F↓=（F+ZV）/2。 D、F↓=（F-ZV）/2。 正确答案：C 2、应力波在杆身存在波阻抗增大、杆端处于自由情况下，在杆头实测杆身波阻抗增大位置的多次反射波是() A,反向 B,奇数次反射反向，偶数次反射同向 C,同向 D,奇数次反射同向，偶数次反射反向 正确答案：B 3、波动是什么？() A,物体（质点）在其平衡位置附近来回往复的运动 B,物体（质点）振动在空间的传播过程 C,引起应力波的外载荷 D,扰动与未扰动的分界面 正确答案：B 4、应力波在杆端处于自由情况下，在杆头实测的杆端多次反射波是() A,反向 B,奇数次反射反向，偶数次反射同向 C,同向 D,奇数次反射同向，偶数次反射反向 正确答案：C 5、应力波在杆端处于自由情况下，在杆头实测的杆端一次反射波的幅值是入射波幅值多少倍() A,-2 B,-1 C,1 D,2 正确答案：D 6、应力波在杆端处于自由情况下，在杆头实测的杆端一次反射波是() A,反向 B,奇数次反射反向，偶数次反射同向 C,同向 D,奇数次反射同向，偶数次反射反向 正确答案：C 7、应力波在杆身存在波阻抗减小、杆端处于固定情况下，在杆头实测杆端的一次反射波是() A,反向 B,奇数次反射反向，偶数次反射同向 C,同向 D,奇数次反射同向，偶数次反射反向 正确答案：A 8、应力波在杆身存在波阻抗减小、杆端处于自由情况下，在杆头实测杆端的一次反射波是() A,反向 B,奇数次反射反向，偶数次反射同向 C,同向 D,奇数次反射同向，偶数次反射反向 正确答案：C 9、应力波在杆身存在波阻抗减小、杆端处于自由情况下，在杆头实测杆身波阻抗减小位置的多次反射波幅值比一次入射波幅值() A,相同 B,大 C,小 D,不确定 正确答案：C 10、应力波在杆身存在波阻抗减小、杆端处于自由情况下，在杆头实测杆身波阻抗减小位置的多次反射波是() A,反向 B,奇数次反射反向，偶数次反射同向 C,同向 爆破工程复习题（仅供参考) 1.(1)爆炸：物质系统的一种极为迅速的能量转化过程，是系统蕴藏的或瞬间形成的大量能量在极短的时间内骤然释放或转化的现象。分为：A.物理爆炸：由系统释放物理能引起的爆炸； B.化学爆炸：由物质化学变化引起的爆炸； C.核爆炸：由核裂变或核聚变释放出巨大核能所引起的爆炸。 (2)爆破：利用炸药的爆炸能量对介质做功以达到预定工程目标的作业；按爆破作业性质分类如下：露天爆破、地下爆破、水下爆破、拆除爆破和特种爆破。 (3)炸药是指能够发生化学爆炸的物质，包括化合物和混合物。 (4)炸药爆炸的三要素：A.反应的放热性：为爆炸提供爆炸反应的能源，保障了爆炸反应的连续和传播；B.反应的快速性：使爆炸产物具有极高的能量密度和功率密度;C.生成大量气体：产生的大量气体是对周围介质做功的介质，爆炸产生的热量通过高温高压气体产物的剧烈膨胀实现能量转化。 (5)炸药的氧平衡对爆生有毒气体的影响： A.正氧平衡：氧有多余，可燃元素能够被充分氧化但产物或有NO、NO2等气体； B.零氧平衡：可燃元素能得到充分氧化，氧不缺也无多余，没有有毒气体产生； C.负氧平衡：炸药含氧不够，氧化反应不充分，爆炸产物中含有CO等有毒气体。 (6)殉爆：指某处炸药爆炸时引起相邻一定距离处的另一炸药爆炸的现象。 (7)殉爆距：指主动装药殉爆时能使被动装药100%殉爆的最大距离。 (8)研究殉爆距的意义：A.对主动装药而言，殉爆距离反映了炸药爆炸的冲击波强度；B.对被动装药而言，殉爆距离反映了炸药对冲击波的感度；C.提高工程爆破的可靠性。 2.(1)炸药的起爆：炸药受到外界作用发生爆炸的过程。 (2)感度：炸药在外界作用下发生爆炸的难易程度。 (3)爆速：爆轰波在炸药中的传播速度成为爆轰速度，简称爆速。 (4)爆热：单位质量炸药爆炸时所释放出的热量。 (5)爆温：炸药爆炸所放出的热量将爆炸产物加热到的最高温度。爆破工程复习资料整理
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