Page 115 - 《爆炸与冲击》2025年第5期

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

表 4 各工况高强钢板的宽厚比和最大位移
Table 4 Width-thickness ratios and maximum displacements of high-strength steel plate under different conditions
工况 a/mm δ/mm a/δ 位移/mm 工况 a/mm δ/mm a/δ 位移/mm 工况 a/mm δ/mm a/δ 位移/mm

1 4 125.00 - 29 4 200.00 - 57 4 300.00 -
2 6 83.33 - 30 6 133.33 - 58 6 200.00 -
3 8 62.50 45.00 31 8 100.00 50.00 59 8 150.00 56.60
4 10 50.00 35.70 32 10 80.00 42.30 60 10 120.00 48.10
5 12 41.67 28.50 33 12 66.67 34.50 61 12 100.00 39.30
6 14 35.71 21.70 34 14 57.14 28.00 62 14 85.71 33.00
7 16 31.25 16.50 35 16 50.00 23.00 63 16 75.00 27.60
500 800 1 200
8 18 27.78 12.40 36 18 44.44 17.60 64 18 66.67 22.70
9 20 25.00 9.78 37 20 40.00 13.00 65 20 60.00 18.20
10 22 22.73 7.79 38 22 36.36 10.10 66 22 54.55 14.10
11 24 20.83 6.30 39 24 33.33 8.40 67 24 50.00 11.91
12 26 19.23 5.17 40 26 30.77 7.03 68 26 46.15 10.10
13 28 17.86 4.29 41 28 28.57 5.85 69 28 42.86 8.20
14 30 16.67 3.60 42 30 26.67 4.95 70 30 40.00 6.90
15 4 150.00 / 43 4 250.00 / 71 4 375.00 /
16 6 100.00 / 44 6 166.67 / 72 6 250.00 /
17 8 75.00 46.60 45 8 125.00 53.00 73 8 187.50 63.10
18 10 60.00 38.10 46 10 100.00 44.30 74 10 150.00 52.00
19 12 50.00 30.10 47 12 83.33 37.30 75 12 125.00 42.40
20 14 42.86 23.40 48 14 71.43 30.60 76 14 107.14 35.70
21 16 37.50 18.00 49 16 62.50 25.00 77 16 93.75 29.30
600 1 000 1 500
22 18 33.33 13.40 50 18 55.56 20.00 78 18 83.33 24.20
23 20 30.00 10.60 51 20 50.00 15.20 79 20 75.00 20.10
24 22 27.27 8.55 52 22 45.45 11.90 80 22 68.18 16.30
25 24 25.00 6.95 53 24 41.67 9.60 81 24 62.50 13.20
26 26 23.08 5.76 54 26 38.46 8.21 82 26 57.69 11.20
27 28 21.43 4.87 55 28 35.71 7.20 83 28 53.57 9.10
28 30 20.00 4.07 56 30 33.33 6.10 84 30 50.00 8.20

2.3.1 厚度对位移的影响
图 10 给出了不同厚度高强度钢板中心点的位移时程。可以看出，当钢板厚度增加时，同一时刻钢
板中心点的位移显著减小。对比图 10 中 a=500 mm 的钢板可以发现，在 0.5 ms 时刻左右，8～12 mm 厚
的高强钢板还未达到最大位移，而 20～30 mm 厚的高强钢板已经达到最大位移并开始回弹；a=600 mm
的钢板也表现出相同的趋势变化。出现上述现象是因为较厚的钢板在弯曲时内部的应力分布和变形程
度与薄板有所不同，其横截面惯性矩更大，储存的弹性应变能更多，从而回度更快。
图 11 展示了高强度钢板中心点最大位移随厚度的变化。可以看出，钢板中心点的最大位移均随着
厚度的增加而显著减小，即钢板厚度的增加会提升其在爆炸荷载作用下的抗变形能力。因为 TNT 炸药
爆炸产生的冲击波到达钢板迎爆面中心后，冲击波会向外扩散（发生绕射），同时迎爆面上的钢板发生变
形，应力波开始沿着钢板的厚度方向向下传播。当钢板厚度较小时，整个钢板会发生较大的塑性变形。
随着钢板厚度的增加，当迎爆面的应力波向下传递时，背爆面尚未发生变形，传递到钢板下侧的爆炸冲
击波应力逐渐减小，从而导致钢板的变形也相应减小。

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