Page 54 - 《爆炸与冲击》2025年第12期

第 45 卷 郑 成，等： 基于板厚补偿的不同型号钢制靶板在舱内爆炸载荷作用下的等效方法 第 12 期

表 9 921A 替换成 Q235、Q355 和 907A 后的靶板变形
Table 9 Target plate deformation after 921A steel was replaced by Q235, Q355 and 907A steel

板厚/mm β 靶板中心变形/mm 误差/%
−3
α/(kg·m )
921A Q235 Q355 907A Q235 Q355 907A 921A Q235 Q355 907A Q235 Q355 907A
0.1 1.5 2.84 2.72 1.57 0.61 0.98 0.08 44.9 46.6 44.5 45.1 3.79 −0.89 0.44
0.1 2.0 3.44 3.24 2.05 0.61 0.98 0.08 37.5 37.2 37.7 39.8 −0.80 0.53 6.13
0.1 2.5 4.12 3.76 2.55 0.61 0.98 0.08 32.5 31.2 32.4 34.1 −4.00 −0.31 4.92
0.2 1.5 2.84 2.74 1.59 0.64 1.07 0.10 65.5 65.2 64.7 65.6 −0.46 −1.22 0.15
0.2 2.0 3.58 3.42 2.06 0.64 1.07 0.10 52.9 52.8 53.1 51.7 −0.19 0.38 −2.28
0.2 2.5 4.34 4.10 2.58 0.64 1.07 0.10 43.8 43.6 43.2 43.9 −0.46 −1.37 0.23
0.4 2.0 3.78 3.70 2.08 0.64 1.12 0.10 85.5 84.2 84.3 85.7 −1.52 −1.40 0.23
0.4 2.5 4.53 4.41 2.61 0.64 1.12 0.10 71.4 71.2 71.1 70.6 −0.28 −0.42 −1.12
0.8 2.5 4.74 4.70 2.69 0.65 1.16 0.10 122.5 121.5 122.0 119.6 −0.82 −0.41 −2.37
1.0 3.0 5.64 5.61 3.15 0.66 1.19 0.10 127.5 128.0 127.7 127.2 0.39 0.16 −0.24

根据材料替换关系图谱将 921A 钢换算成
907A
907A 钢、Q355 钢和 Q235 钢，将 907A 钢换算成 120 921A
Q355 钢和 Q235 钢，替换靶板材料后靶板中心变
形与原靶板材料靶板中心变形的相对误差均在 100

10% 以内，验证了基于板厚补偿的不同型号钢制 Conversions/mm 80
靶板在舱内爆炸载荷作用下等效方法的可靠性。 60

3 总 结 40

通 过 建 立 的 封 闭 舱 室 模 型 开 展 数 值 仿 真 ， 40 60 80 100 120
Calculated value/mm
与舱内爆炸实验结果进行对比，数值仿真的靶板
变形结果与实验结果的最大相对误差为 5.6%， 图 9 计算值与换算值的结果对比
验证了数值仿真方法的准确性。基于靶板结构 Fig. 9 Comparison of the calculated value with
the converted value
中心变形相似，建立基于板厚补偿的不同型号钢
制靶板在舱内爆炸载荷作用下的等效方法，替换靶板材料后靶板中心变形与原靶板材料靶板中心变形
的相对误差均在 10% 以内，验证了等效方法的可靠性。
(1) 基于靶板中心变形相似的原则，拟合了不同药量体积比下不同材料靶板的等效板厚设计公式，
建立了基于板厚补偿的不同型号钢制靶板在舱内爆炸载荷作用下的等效方法。
(2) 根据材料替换关系图谱换算成相应的厚度，开展数值仿真，替换靶板材料后靶板中心变形与原
靶板中心变形的相对误差均在 10% 以内，验证了各材料替换公式的可靠性。可根据建立的材料替换关
系图谱快速地完成舱室内爆实验船用特种钢材等效替换成普通船用钢材，具有重要的工程意义。
本文仅探讨了固支边界情况下的金属靶板中心变形，未探讨其他边界条件对靶板中心变形的影响，
后续可以此开展相应研究。

参考文献：
[1] 姚迪, 罗刚, 谢伟, 等. 裸装药舱内爆炸压力载荷规律研究 [J]. 武汉理工大学学报 (交通科学与工程版), 2019, 43(1): 168–
173. DOI: 10.3963/j.issn.2095-3844.2019.01.033.
YAO D, LUO G, XIE W, et al. Study on the law of explosion pressure load in bare charge chamber [J]. Journal of Wuhan
University of Technology (Transportation Science and Engineering), 2019, 43(1): 168–173. DOI: 10.3963/j.issn.2095-3844.

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