Page 111 - 《爆炸与冲击》2025年第5期
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第 45 卷 王宇相，等： 近爆条件下高强钢板的抗爆性能与几何参数影响规律研究 第 5 期
明进一步细化网格对结果影响较小。因此，从计算效率和结果准确性的角度考虑，本文选择 2 mm 作为
高强度钢板的最优网格尺寸。
45 45 40.9 mm 40.0 mm
36
36
Displacement/mm 27 9 1 mm Maximum displacement of center point/mm 27 14.6 mm
34.0 mm
2 mm
2.5 mm
18
5 mm
18
0 0.3 0.6 0.9 1.2 9 1 2 3 4 5
Time/ms Mesh size/mm
图 4 网格依赖性分析
Fig. 4 Mesh dependency analysis
为探究不同几何参数钢板在爆炸载荷作用下的动态响应及抗爆性能，通过数值仿真对上述高强钢
板数值模型进行多个工况的模拟。模拟中，高强度钢板的网格尺寸保持一致，以确保流固耦合关系在各
部件间保持不变。如表 3 所示，本文根据不同钢
表 3 仿真工况设置
板 边 长 a 与 厚 度 δ 共 设 置 了 84 个 工 况 ： 保 持
Table 3 Simulation condition configurations
TNT 炸药质量和爆炸距离恒定的前提下，排除
工况 a/mm m/kg 爆距/mm δ/mm
比例爆距 Z 对不同几何参数钢板变形的影响，通
过设定不同边长的方形钢板（边长 a 分别为 500、 1～14 500 0.5 100
600、800、1 000、1 200 和 1 500 mm），对比分析边 15～28 600 0.5 100 4、6、8、10、12、
29～42 800 0.5 100
长变化对高强度钢板防爆性能的影响；对于同一 14、16、18、20、
43～56 1 000 0.5 100
边长的高强度钢板，设定了 4 到 30 mm 共 14 种 22、24、26、28、30
57～70 1 200 0.5 100
不同的厚度，以研究厚度变化对高强度钢板防爆
71～84 1 500 0.5 100
性能的影响。
2 高强钢板爆炸模拟结果与分析
2.1 冲击波传播及作用过程
为观察在近距爆炸条件下冲击波传播过程及流固耦合相互作用特征，以边长 500 mm，厚度为 4、
6、8、10 mm 钢板为例，截取板上 300 mm 和板下 20 mm 空气域进行分析。如图 5 所示，TNT 爆炸产生
δ=4 mm p/MPa
10
8
δ=6 mm
6
δ=8 mm 4
2
δ=10 mm 0
1 μs 10 μs 20 μs 30 μs 40 μs
图 5 冲击波在空气中传播的过程（a=500 mm）
Fig. 5 Process of shockwave propagation in air (a=500 mm)
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