Page 97 - 《爆炸与冲击》2023年第2期
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第 43 卷 刘志东，等： 高聚物牺牲包层对钢筋混凝土板的爆炸毁伤缓解效应 第 2 期
前一种网格尺寸对应的总能量峰值较大，后两种网格的模拟结果相当一致，表明了网格的收敛性。进一
步减小网格尺寸可能会得到更精确的数值结果，但会大大增加计算时间。因此，采用 5 mm 网格尺寸的
平板模型是可行的。
为了验证所建立模型的准确性，将数值模拟结果与试验结果进行对比。如图 11 和表 6 所示。
1 000
10 mm
5 mm
800 4 mm
Total energy/J 600
400
200
0 0.5 1.0 1.5 2.0
Time/ms
图 10 不同网格尺寸的总能量曲线对比
Fig. 10 Comparison of total energy curves for different element sizes
Damage
1.0
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
(a) Top surface (b) Bottom surface
图 11 PU-RCS 的数值模拟结果与试验结果对比
Fig. 11 Comparison of the simulation and experimental results of PU-RCS
表 6 模拟结果和试验结果参数对比
Table 6 Parameters comparison of the simulation and experimental results
方法 迎爆面破坏直径/cm 背爆面破坏直径/cm 迎爆面最大毁伤深度/cm 背爆面最大毁伤深度/cm 背爆面裂纹数量
试验 10 13 ＜0.5 ＜0.8 13
模拟 10.7 12.5 ＜0.6 ＜0.5 16
吻合度 93.46% 96.15% − − 81.25%
从图 11 和表 6 中可以看出，数值模拟结果不仅再现了带高聚物牺牲包层钢筋混凝土板迎爆面中心
区域的压碎区和底面的层裂损伤，且底面发散性裂纹的扩散规律也基本保持一致。
图 12 为试验和数值模拟中高聚物牺牲包层的损伤结果对比。在现场试验中，高聚物牺牲包层首当
其冲地遭受了接触爆炸荷载的冲击，这导致牺牲包层发生了比较严重的大范围毁伤，破碎情况较为严
重。同时，数值模拟结果也非常准确地再现了高聚物牺牲包层的大范围压碎和贯穿性损伤。
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