Page 166 - 《爆炸与冲击》2026年第3期

第 46 卷 李天宇，等： 典型爆炸冲击载荷下T800碳纤维层合板的损伤特性 第 3 期

A1 A2 A3 A4 A5

B1 B2 B3 B4 B5
图 11 参考试验平板宏观变形 [31]
Fig. 11 Macroscopic deformation of reference experimental plates [31]

√
r = r/ ω 为比例距离 [32] ω 为 TNT 当量。
3
式中： ， r 为真实爆距，
对作为各向同性材料的 2024-T3 航空铝材料，在一定爆距下可一阶近似为均布荷载，仅取板壳挠度
方程的低阶项，即小变形挠度公式对参考试验边界条件通过挠度公式的常数系数进行等效代换，得到统
一边界条件下的等效最大挠度。
圆形固支边界条件的最大挠度为：

4
δ max = qR /1 024D (3)
3 2 E 为杨氏模
式中： δ max 为最大挠度； q 为均布荷载大小； R 为圆直径； D = Eh /12(1−ν ) 为板壳刚度，其中
ν 为泊松比。
量， h 为板壳厚度，
两边简支、两边自由的正方形板壳其受均布荷载最大挠度为 [33-34] ：
4
δ max ≈ 0.001 38qa /D (4)
a 为正方形边长。
式中：

同 时 ， 由 D = Eh /12(1−ν ) 可 知 ， 对 于 各 向
2
3
200

同性材料，在保持荷载恒定的情况下进行等效时 180
h 3 h 为板壳厚度）成 160
应满足最大变形挠度 δ max 与 （
反比，据此通过 2 mm 厚铝板的参考试验结果可 140 y=24.668x+71.867
推算同厚度的 3.5 mm 铝板的最大挠度并作等 120
效。由此得到理论峰值超压、等效最大挠度，如 Maximum deflection/mm 100
80
表 9 所示。与 T800/3200 CFRP 层合板试验结果 60
的比较如图 12 所示。 40 T800/3200 CFRP
由图 12 可知，在相同的爆炸冲击波载荷条 20 y=2.48x+1.53 Al 2024-T3
件下，T800/3200 CFRP 层合板的最大挠度仅为 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
2024-T3 航空铝板的约 6%。虽然 3 块靶板内部 Overpressure/MPa
均有不同程度的损伤，挠度小的部分原因也来自 图 12 等效试验条件下 2 种靶板超压致挠信息
碳纤维材料断裂与靶板脱层的能量消耗，但其仍 Fig. 12 Deflection caused by overpressure on
保持了基本的几何形状，背爆面均完好无损，在 two types of target plates under equivalent
experimental conditions
航行任务中可以保证飞行器基本气动外形不发
生变化，与 2024-T3 航空铝相比，从保持外形能力方面，T800/3200 CFRP 层合板的抗爆性能要强于同样厚
度的铝板。

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