Page 127 - 《爆炸与冲击》2026年第4期
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第 46 卷 王千惠，等： 负泊松比防爆墙抗爆性分析 第 4 期
展，U-N 靶板胞元向内收缩，展现了负泊松比结构变形特性，能更有效地消耗能量。并且如图 20 所示，
U-N 靶板在爆炸冲击下，胞元结构更为完整，能更好发挥在冲击下颈缩的特性。综上，U-N 靶板在保持
结构完整性以及对空气冲击波的削弱上均展现出最优良的抗爆性能。
2.0
表 3 混凝土与 UHTCC 靶板数值模拟结果
Lateral expansion displacement of cell elements/mm 0.5
Table 3 Numerical simulation results of 1.5 U-P slab
U-N slab
concrete and UHTCC slab 1.0
背爆面后超压峰值/kPa
靶板材料 负泊松比结构 正泊松比结构 实心结构
靶板 靶板 靶板 0
混凝土 21.30 50.30 132.50 −0.5
UHTCC 0.95 2.79 40.20
−1.0
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05
Time/s
图 19 U-N 靶板与 U-P 靶板受爆炸冲击时胞元横向扩展位移
Fig. 19 Lateral expansion displacement of cell elements in U-N
and U-P slabs under explosion impacts
(a) C-N slab (b) U-N slab
图 20 爆炸后 C-N 靶板与 U-N 靶板胞元形态
Fig. 20 Patterns of the cell elements of the C-N and U-N slabs after explosion
3.2 负泊松比胞元内凹角的影响
在保持防护结构的厚度及胞元排列方式不变的前提下，对于单个胞元而言内凹角是极为重要的几
何参数 [29] ：
H
α = tan −1 (7)
2L
由图 21 和式（7）可知在胞元高度 H 不变时，可通过改变内伸臂长 L 的长度来改变内凹角 α 的大
小。3.1 节中 UHTCC 负泊松比靶板的胞元内伸臂长 L 为 12.5 mm，胞元高度 H 为 60.0 mm。进一步模拟
在爆炸工况及其他几何参数不变时，内伸臂长分别设置为 7.5、10.0 和 15.0 mm 的 UHTCC 负泊松比靶板
（依次命名为 U-N-7.5、U-N-10.0、U-N-15.0）的接触爆炸。
α
H
L
图 21 负泊松比结构胞元尺寸示意图
Fig. 21 Schematic diagram of the cell element of the negative Poisson’s ratio structure
045101-10
