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专著:《梯度型混凝土复合防护结构设计及质量控制》

发布时间:2023-04-12 编辑:文/韩卫卫/聂伟 图/韩卫卫 发布/李栋栋 点击:[]


公司专著陆续出版,由韩卫卫博士撰写的专著《梯度型混凝土复合防护结构设计及质量控制》顺利发行。

自古以来,冲击与防/抗冲击在人类的发展过程中一直备受重要关注,人们在生产生活中不断通过优化材料组分、改进技术手段来研究其运动规律,以便能更好地利用其特点。冲击是一个普通的物理过程,广泛存在于制造业、农业、医疗和航空航天等众多领域,而突出表现在国防军事领域。在国防和具有军事防护特点的行业中,为了较大或最大程度地减少和降低战争炮火打击下因为冲击造成的损伤,在战争前和战争中通常会构筑军事工事,例如战壕、碉堡和军事掩体等。军事工事作为战争中重要的设施,其高的防护性能无疑是保障人员和设备安全的重要功能之一。除此之外,随着国防建设和科学技术的不断发展及国际政治、军事格局的变化,这些工事在服役过程中不仅需要高的防护性能,同时也需要具备实用性强、服役寿命长等特点。

防护结构材料在军事战争中对人员和基地设备的安全提供了极大的安全保障。但随着科学技术的不断发展,武器侵彻破坏能力的不断提高,对传统防御工事提出了更高的性能要求,也对用于防护工事的结构材料的设计和制备提出了更为严峻的要求。混凝土作为军事防御工事常见的结构材料之一,其在弹体高速侵彻破坏作用下,不仅表现出表面开坑破坏,同时在弹体侵彻过程中还存在受剪切、挤压破坏而形成的隧道侵彻深度以及在背面因拉伸破坏形成的坍落区等。弹体对混凝土防护结构的侵彻破坏是一个复杂的物理变化过程,不仅涉及到材料学、力学、热力学,同时还包含非线性的问题。因此,研发制备具有高抗冲击、高质量的混凝土防护工程材料对于提升防御工事的防护能力具有重要的现实意义,对于高抗冲击、高质量防护工事的设计也具有一定的理论指导意义。

但目前混凝土防护结构的研究较多局限于单一的混凝土结构防护层和复合层状防护结构,而前者形式和功能比较老旧,后者虽然在很大程度上改善了单一防护结构层的弊端,但常常因为层间性能不匹配而造成在后期服役过程中耐久性极大降低,难以满足设计要求。

该专著基于混凝土自身材料性能及防护结构撞击特点,以应力波在复合层状结构材料中的传播特性为理论依据,采用梯度分层化设计方法,提出了一种高抗冲击梯度功能防护结构模型;并利用LS-DYNA软件对不同分布指数、不同厚度组合下高抗冲击梯度功能结构材料体系进行了数值模拟优化研究;同时采用多相分层成型法制备了一种梯度复合防护结构,并对其抗侵彻性能等进行了数值模拟研究,最后建立梯度复合防护结构设计、制备理论体系。

(初审/王璇 复审/张改清 终审/王华)

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