Page 193 - 《爆炸与冲击》2025年第12期

第 45 卷 孙 勇，等： 动态海缆抗多次冲击复合防护层设计及力学性能研究 第 12 期

后续冲击低 18%），最大位移达 27.9 mm（较后续冲击仅低 3.5%），证实复合防护层具备优异的形变恢复能
力。值得注意的是，在第 2～4 次冲击中，防护层的压缩力-位移曲线表现出高度一致性，加载阶段与卸载
阶段的曲线几乎重合，且峰值力未随加载次数的增加而发生变化，这说明防护层在多次冲击下能够保持
稳定的力学性能。从图 31 中也可以看到，防护层的最大位移始终较为稳定，峰值力在后 3 次冲击中未发
生明显变化。图 32 进一步探究了防护层在 4 次冲击中的吸能总量，与 EVA 泡沫材料在多次加载下的吸
能情况相比较，防护层在 4 次冲击下的吸能更加稳定，尤其是在后 3 次冲击中，防护层的吸收能量差异小
于 5%。图 33 则探究了防护层在 4 次冲击中的瞬时回弹特性，防护层的瞬时回弹率始终稳定在 60%，差
异小于 5%。这一现象表明，防护层有效结合了橡胶材料的快速回弹特性和 EVA 泡沫材料的高效回弹
特性，即使经过多次冲击后，防护层的吸能特性依然稳定，不易因冲击次数的增加而发生衰减。

4 000 4 100 30
First loading
Second loading
3 000 Third loading 3 850 29
Fourth loading
Force/N 2 000 Peak force/N 3 600 28 Maximum displacement/mm

1 000 3 350 27

3 100 26
0 5 10 15 20 25 30 1 2 3 4
Displacement/mm Loading times
图 30 多次加载下防护层力-位移曲线 图 31 多次加载下防护层峰值力与最大位移曲线
Fig. 30 Force-displacement curves of protective layer Fig. 31 Peak force and maximum displacement of
under multiple loadings
protective layer under multiple loadings
50 75

40 60
Absorbed energy/J 30 Instantaneous rebound ratio/% 45

30
20
10 15

0 1 2 3 4 0 1 2 3 4
Loading times Loading times
图 32 多次加载下防护层吸收能量 图 33 多次加载下防护层瞬时回弹率
Fig. 32 Energy absorption of protective layer Fig. 33 Instantaneous rebound ratio of protective
under multiple loadings layer under multiple loadings
3 结 论

对 EVA 泡沫材料在静动态加载下的力学特性进行研究，并探究了其在多次加载下的力学特性，根
据实验数据与工程实际，设计并检验了缓冲吸能防护层的实际吸能效果，得到如下主要结论。
(1) EVA 泡沫材料在准静态与动态加载下均展现出了优异的吸能特性，能够在应变较小时吸收大量
的能量，且在多次加载下表现出较为稳定的吸能特性。
(2) 以 EVA 泡沫材料作为吸能主体的缓冲吸能防护层，在不同载荷作用下均能吸收大量能量，具有
较高的吸能效率。

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