Page 99 - 《爆炸与冲击》2023年第2期

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

Pressure/MPa Pressure/MPa
−1.6 80.8 163.2 245.6 328.0 410.4 −2.8 6.3 15.4 24.6 33.7 42.8 51.9 61.0 70.2 79.3 88.4

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Pressure/MPa Pressure/MPa
−2.9 -0.8 1.4 3.6 5.7 7.9 10.1 12.2 14.4 16.6 18.7 −2.8 −0.7 1.4 3.5 5.6 7.8 9.9 12.0 14.1 16.3 18.4

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图 14 RCS 跨中截面处应力波的传播过程
Fig. 14 Stress wave propagation in the mid-span cross-section of RCS

Pressure/MPa Pressure/MPa
−0.9 10.3 21.5 32.8 44.0 55.2 66.5 77.7 89.0 100.2 111.5 −2.7 2.3 7.3 12.4 17.4 22.4 27.5 32.5 37.5 42.6 47.6

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Pressure/MPa Pressure/MPa
−2.8 0.3 3.3 6.4 9.4 12.5 15.6 18.7 21.7 24.8 27.8 −2.8 −0.3 2.2 4.7 7.2 9.8 12.3 14.8 17.3 19.8 22.4

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图 15 PU-RCS 跨中截面处应力波的传播过程
Fig. 15 Stress wave propagation in the mid-span cross-section of PU-RCS
而对于 PU-RCS，因为高聚物牺牲包层的存在，产生的爆轰产物和高压冲击波将首先作用于牺牲包
层，冲击波在高聚物内部的泡孔结构中发生反射、折射，同时高聚物牺牲包层的屈服变形能力缓解了爆
轰产物和高压冲击波的剧烈冲击作用。二者与牺牲包层的相互作用过程消耗了相当大一部分能量和较
长的时间，最终导致作用在钢筋混凝土板上的爆轰产物和冲击波压力明显减小，钢筋混凝土板的动态响
应时刻明显延后，同时爆炸荷载被分散到除板中心外的其他板周区域。
与 RCS 相比，在应力波的传播过程中，PU-RCS 顶面附近压应力值不仅明显降低，压应力作用区域
也明显扩大，这说明高聚物牺牲包层的存在缓解了钢筋混凝土板中部的压应力集中效应，减小了爆炸瞬
间产生的爆轰产物、高压冲击波对钢筋混凝土板中部的局部冲量作用。

4 带高聚物牺牲包层钢筋混凝土板 (PU-RCS) 参数分析

基于所建立 SPH-FEM 耦合模型，探究了炸药量和高聚物牺牲包层密度、厚度对 PU-RCS 上下表面
毁伤特性以及跨中位移、能量吸收变化趋势的影响。

4.1 炸药量
炸药量分别设置为 0.10、0.13、0.16、0.19 和 0.22 kg，其余参数均保持不变，分析不同药量下 PU-

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