内容介绍
本书系统阐述了特种承压设备抗爆设计的核心理论与方法,内容涵盖爆炸现象及其破坏作用机理、材料动态本构关系、材料动态损伤破坏机理与模型、爆炸载荷作用下承压设备的损伤失效分析方法、爆炸载荷下承压设备损伤安全评定准则,以及承压设备及系统抗爆韧性设计技术等。
全书理论体系完整,兼具学术前沿性与工程指导价值,可为从事相关领域研究的科研人员与工程设计人员提供重要参考,亦适合高等院校安全工程、过程装备与控制工程等专业的研究生学习使用。
特种承压设备抗爆设计理论与方法
"本书系统阐述了特种承压设备抗爆设计的核心理论与方法,内容涵盖爆炸现象及其破坏作用机理、材料动态本构关系、材料动态损伤破坏机理与模型、爆炸载荷作用下承压设备的损伤失效分析方法、爆炸载荷下承压设备损伤安全评定准则,以及承压设备及系统抗爆韧性设计技术等。 全书理论体系完整,兼具学术前沿性与工程指导价值,可为从事相关领域研究的科研人员与工程设计人员提供重要参考,亦适合高等院校安全工程、过程装备与控制工程等专业的研究生学习使用。"
目录
●第1章爆炸及其破坏作用(1)
1.1爆炸及其分类(1)
1.1.1爆炸概述(1)
1.1.2爆炸分类(2)
1.2爆燃与爆轰基本原理(3)
1.2.1爆燃与爆轰(3)
1.2.2气相爆轰参数计算(7)
1.3爆炸冲击波破坏准则(12)
1.3.1超压准则(13)
1.3.2冲量准则(13)
1.3.3超压-冲量准则(14)
1.4爆炸冲击波强度计算方法(15)
1.4.1TNT当量法(15)
1.4.2TNO多能法(17)
1.4.3Baker-Strehlow-Tang(BST)方法(19)
1.4.4Baker-Tang压力容器爆炸曲线法(22)
1.4.5计算流体力学方法(23)
参考文献(28)
第2章材料动态本构关系(30)
2.1塑性变形的应变率及温度效应(30)
2.1.1应变率效应(30)
2.1.2应变率与温度的联合效应(34)
2.2唯象动态本构模型(36)
2.2.1Cowper-Symonds方程(37)
2.2.2Johnson-Cook方程(39)
2.2.3Sokolovsky-Malvern-Perzyna(S-M-P)方程(42)
2.2.4Bodner-Parton (B-P)方程(46)
2.3基于物理机制的动态本构模型(49)
2.3.1位错概念及性质(50)
2.3.2位错动力学(57)
2.3.3Zerilli-Armstrong(ZA)模型(64)
2.3.4Mechanical Threshold Stress(MTS)模型(67)
2.3.5Nemat-Nasser(NN)和Guo系列模型(72)
2.3.6Voyiadjis(VA)系列模型(74)
2.3.7Preston-Tonks-Wallace(PTW)模型(75)
2.4人工神经网络模型(76)
2.5动态本构关系实验测试技术(78)
2.5.1SHPB实验技术原理(78)
2.5.2不同应力状态下的SHB实验(79)
参考文献(85)
第3章材料动态损伤破坏机理与模型(91)
3.1爆炸载荷下损伤破坏模式与机理(91)
3.1.1层裂(91)
3.1.2绝热剪切(94)
3.1.3细观损伤断裂机理(97)
3.2宏观连续损伤失效模型(104)
3.2.1宏观损伤失效过程与表征(104)
3.2.2Johnson-Cook损伤失效模型(106)
3.2.3热黏塑本构失稳准则(107)
3.2.4基于热激活机制的损伤演化模型(111)
3.2.5宏观模型与微观实验观察关系(113)
3.3细观损伤失效模型(114)
3.3.1NAG模型(114)
3.3.2GTN模型(117)
3.3.3损伤演化的统计描述及损伤度函数模型(120)
3.4细观损伤实验测试技术(121)
3.4.1平板撞击层裂实验(122)
3.4.2金相分析方法(124)
3.4.3扫描电子显微镜(126)
3.4.4X射线断层摄影(127)
参考文献(130)
第4章爆炸载荷下承压设备损伤失效分析方法(136)
4.1爆炸流场计算模拟(136)
4.1.1TNT爆炸流场计算模拟(136)
4.1.2气体爆轰数值模拟(138)
4.1.3一般气体爆炸(141)
4.2流固耦合模拟方法(142)
4.2.1ALE方法(142)
4.2.2S-ALE方法(144)
4.2.3SPH-FEM方法(144)
4.2.4接触刚度算法(146)
4.3裂纹扩展模拟方法(147)
4.3.1单元删除法(147)
4.3.2扩展有限元法(148)
4.3.3内聚力模型法(149)
4.4实例1——内爆炸下管道裂纹动态扩展分析(150)
4.4.1分析对象与模型(150)
4.4.2模型验证与结果分析(152)
4.5实例2——外爆炸下储氢容器损伤变形分析(153)
4.5.1分析对象与模型(153)
4.5.2模型验证(155)
参考文献(156)
第5章爆炸载荷下承压设备损伤安全评定准则(158)
5.1应力强度准则(158)
5.1.1概念与内涵(158)
5.1.2应用实例——HsERA-26抗爆容器评定与设计(159)
5.2变形准则(161)
5.2.1概念与内涵(162)
5.2.2应用实例——外爆载荷下液氨储罐安全评定(163)
5.3应变分类与线性化准则(166)
5.3.1概念与内涵(166)
5.3.2应用实例1——美国陆军V31抗爆容器评定与设计(167)
5.3.3应用实例2——爆炸冲击物理质子成像试验抗爆容器评定与设计(169)
5.4局部应变准则(171)
5.4.1概念与内涵(172)
5.4.2应用实例——夹层铅衬不锈钢抗爆容器评定与设计(172)
5.5基于塑性区厚度的损伤安全评定准则(174)
5.5.1基于塑性区厚度的损伤安全评定准则(174)
5.5.2应用实例——抗燃爆高压储氢容器评定与设计(176)
参考文献(179)
第6章承压设备及系统抗爆韧性设计技术(181)
6.1传统抗爆设计方法(181)
6.1.1等效单自由度设计方法(181)
6.1.2英国AWE设计方法(182)
6.1.3美国ASME设计方法(184)
6.1.4其他设计方法(185)
6.2抗爆韧性设计概念(186)
6.2.1抗爆韧性设计必要性与意义(186)
6.2.2抗爆韧性概念与表征(187)
6.2.3抗爆韧性三个层级(188)
6.2.4抗爆韧性设计目标(189)
6.3抗爆韧性设计技术(190)
6.3.1单一设备抗爆韧性实现技术(190)
6.3.2承压系统抗爆韧性实现技术(197)
6.4抗爆韧性评估与决策(198)
6.4.1基于性能时程曲线的韧性评估方法(198)
6.4.2基于损失计算的抗爆韧性优化决策(199)
参考文献(201)
内容介绍
本书系统阐述了特种承压设备抗爆设计的核心理论与方法,内容涵盖爆炸现象及其破坏作用机理、材料动态本构关系、材料动态损伤破坏机理与模型、爆炸载荷作用下承压设备的损伤失效分析方法、爆炸载荷下承压设备损伤安全评定准则,以及承压设备及系统抗爆韧性设计技术等。
全书理论体系完整,兼具学术前沿性与工程指导价值,可为从事相关领域研究的科研人员与工程设计人员提供重要参考,亦适合高等院校安全工程、过程装备与控制工程等专业的研究生学习使用。
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