Page 174 - 《爆炸与冲击》2026年第9期

第 46 卷 杨石刚，等： 柱形装药接触爆炸作用下钢纤维混凝土靶成坑效应预测模型 第 9 期

2 SFRC 成坑效应分析

2.1 模型验证

为验证上述数值方法的准确性，对 Yang 等 [11]
开展的 SFRC 板接触爆炸试验进行数值仿真。
SFRC 板尺寸为 2 000 mm×2 000 mm×400 mm，钢
纤维体积掺量为 1.5%。板内配置 2 层 ∅ 12 mm
HRB335 热轧带肋钢筋，层间设 ∅ 6 mm HRB335
架 立 筋 ， 钢 筋 间 距 均 为 100 mm。 TNT 尺 寸 为
180 mm×180 mm×180 mm，质量为 9.6 kg。试验
中靶板背面采用钢板支撑（见图 3 [11] ）。有限元
模型如图 4 所示，建模方法见 1.1 节。靶体采用 图 3 试验装置 [11]
渐变网格，中部加密区域（1 000 mm×1 000 mm× Fig. 3 Test equipment [11]
400 mm） 网 格 为 尺 寸 10 mm。 空 气 域 尺 寸 为
1 000 mm×1 000 mm×500 mm，炸药网格尺寸为 10 mm，并选用中心起爆方式。zOx 和 zOy 平面设置对称
边界，其余面为透射边界，靶体底部及背部钢板约束处采用固定边界。

Flow-out boundary

Air

TNT Bar

z 400 mm 300 mm
x
y SFRC
1 000 mm
100 mm

图 4 有限元模型
Fig. 4 Finite element model

SFRC 采用 K＆C 模型，抗压强度和抗拉强度分别为 107 和 9.3 MPa [11] ，修正强度面参数按式 (2) 计
算，b 和 1 b 取值来自文献 [25]，如表 5 所示。炸药和空气对应的材料模型和状态方程见 1.2 节。HRB335
2
钢筋采用﹡MAT_PLASTIC_ KINEMATIC 模型，强度为 33.5 MPa，其余参数与表 2 相同。

表 5 SFRC 靶 K＆C 模型参数
Table 5 Parameters of K＆C model for SFRC target
−3
ρ/(kg·m ) f c /MPa v f t /MPa RSIZE UFC a 0 a 0y a 0f
2 440 107 0.24 9.3 39.37 1.45×10 −4 −1.07×10 8 3.17×10 7 0
a 1 a 1y a 1f a 2 a 2y a 2f b 1 b 2 b 3
0.533 0.827 0.527 7.34×10 −10 2.23×10 −9 1.08×10 −9 1.6 −2 1.15

图 5 对比了 SFRC δ =2λ/(λ+λ )（λ
m
靶体毁伤形态的数值模拟结果与试验结果。采用比例损伤测度
为 K&C 模型的有效塑性应变，λ 为有效塑性应变峰值）表征 SFRC 靶体损伤演化过程：当 1.8≤δ≤
m

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