Page 113 - 《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
的工况中钢板的厚度均为 4 mm，而出现小破口的钢板厚度均为 6 mm，故较薄的钢板更容易在冲击波作
用下达到断裂极限。这种破坏是以塑性变形开始，然后由于高强度钢材料无法承受增加的载荷而发展
为快速裂纹扩展，最终导致钢板的贯穿性损坏。相比之下，大变形的破坏模式则表现为显著的塑性流动
和几何变形，尽管未形成穿透性破口，但可能导致钢板丧失承载能力。厚度为 4 和 6 mm 钢板出现破口
也表明，在近距爆炸载荷作用下，厚度是影响高强钢板破坏模式的决定性因素。为简化失效判断过程，
并突出钢板在爆炸荷载作用下的主要破坏特征，同时进一步确定失效与否与钢板厚度之间的关系。现
基于上述分析，以是否出现破口作为高强钢板在比例距离 Z=0.13 m/kg 1/3 条件下的失效准则：当钢板厚度
不超过 6 mm 时，钢板容易出现失效现象（即出现破口）；而当钢板厚度超过 6 mm 时，未出现明显的失效
行为。
123 mm 125 mm 126 mm 132 mm 137 mm 142 mm
δ=4 mm
δ=6 mm
d/mm
60
50
δ=8 mm 40
30
20
10
δ=10 mm 0
δ=20 mm
δ=30 mm
a=500 mm a=600 mm a=800 mm a=1 000 mm a=1 200 mm a=1 500 mm
图 7 所有工况受载后位移（d）云图
Fig. 7 Cloud images of displacement (d) under load under all conditions
此外，高强度钢板迎爆面出现的破口大小随边长增加呈现增大的趋势，但增大幅度较小。这是
因为，本研究设置的爆炸距离均为近距离，炸药爆炸产生的冲击波在接触钢板时仍保持较高的能量
密度，从而在不同边长的钢板上产生相似的局部破坏效果。近距离爆炸导致的局部载荷效应更明显，
使材料在受到冲击的区域附近集中吸收能量，并在同一区域发生破坏，形成了大小相近的破口。该发
现对理解冲击波对高强度钢板的局部效应及如何通过改进材料或结构设计提高其抗冲击能力具有重
要意义。
对于大变形的破坏模式，为探究钢板变形的差异性，以未出现破口的 8 mm 厚高强度钢板为例，提取
高强钢板竖直方向横截面的位移数据，如图 8 所示。观察六种不同边长的高强钢板的整体位移曲线，发
现随着边长的逐渐增大，钢板中心位置的位移较大，且远离中心位置的测点位移也逐渐增大，即高强钢
板发生了整体的位移变形。
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