Page 117 - 《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

60 50

Center point displacement/mm 40 Center point displacement/mm 30
50
40

30
20
20
a=500 mm
10
a=600 mm
a=600 mm
a=800 mm 10 a=500 mm
a=800 mm
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
Time/ms Time/ms
(a) δ=8 mm (b) δ=10 mm
图 12 不同边长度高强钢板中心点位移时程曲线
Fig. 12 Time history curves of the center point displacement of high-strength
steel plates with different edge lengths

2.3.3 宽厚比对位移的影响 60
由前文已知在近距空爆载荷作用下，边长 10 mm 20 mm 30 mm
50
增大，钢板位移增大，而厚度增加，钢板位移减 16.3 mm
小，这两个几何参数对钢板抗爆性能的综合影响 40
尚未被完全揭示。基于此，本文选取中心点最大 d max /mm 30
位移作为衡量高强钢板抗爆性能的关键指标，并
20
引入了一个无量纲变量“宽厚比”，定义为 a/δ，
10
各工况下的宽厚比及对应的位移见表 4。图 14
展示了不同宽厚比下高强钢板中心点的最大位 0
400 600 800 1 000 1 200 1 400 1 600 1 800
移。可以观察到，在未出现破口的工况下，随宽 a/mm
厚比增加，高强钢板的位移呈现递增趋势。这一
图 13 中心点最大位移（d max ）与边长的关系
现象可由前文的研究结果来解释：在相同的爆炸 Fig. 13 Relation between the maximum displacement (d max ) at the
荷载作用下，钢板边长的增加会引起更大的变 center point and the edge length
形，而厚度的增加则有助于降低变形程度。因 70
此，在边长和厚度的综合影响下，高强钢板中心 60 Area 1
点 的 最 大 位 移 与 宽 厚 比 之 间 呈 明 显 的 正 相 关 a/δ=60.1
50
性。这表明宽厚比是影响高强钢板在爆炸载荷 40 500 mm
下抗爆性能的一个重要因素。 d max /mm Area 2 600 mm
800 mm
在比例爆距确定时，钢板中心点的最大位 30 1 000 mm
20 1 200 mm
移 d ma x 随 宽 厚 比 a/δ 变 化 位 于 特 定 的 边 界 线 1 500 mm
Boundary line 1
B 、B 和 2 B 之间，其中 B 、B 分别为 500 mm 和 10 Boundary line 2
3
2
Boundary line 3
1
1
3
1 500 mm 数据点拟合得到，B 由各个边长下未 0 50 100 150 200
出现破口的最大位移数据点拟合获取；以不同边 Width/Thickness
长为参量对比，如上图中的 B 和 1 B ，可以发现 图 14 不同宽厚比下中心点最大位移
2
d ma x 与 a/δ 之间的斜率随边长增大而减小。此 Fig. 14 Maximum displacement at the center point under
外，以 B 为界限将上图分为区域 1 和区域 2。区 different width-to-thickness ratios
3
域 1 表示在超过边界线 B 时，钢板将出现破口，不存在中心点的最大位移，由前文可知这是由于在不同
3
边长下，钢板厚度在小于 8 mm 时均出现破口，故在边长不变，厚度减小即宽厚比增大时，钢板将出现破
口，不存在最大位移。在区域 2 内，钢板未出现破口，且 a/δ＜60.1 时，d x 位于 B 和 1 B 之间；a/δ＞60.1
2
ma
053302-11