Page 124 - 《爆炸与冲击》2026年第11期

第 46 卷 王一鸣，等： 电流互感器泄压装置在燃爆载荷下的动态响应与失效机理 第 11 期

程可接受范围内，验证了仿真模型的可靠性。利用经验证的模型分析试验难以获取的关键力学量，并将
其作为虚拟试验平台，研究关键结构参数对泄压性能的影响，从而为结构优化提供依据。
2.4.1 膨胀器的动态力学行为
绘制 9 个点位在 y 方向的速度和位移曲线如图 7 所示。
膨胀器在 y 方向的速度云图如图 8 所示。

4.0 3.5

3.5 Point 9 3.0 Point 9
Point 8 Point 8
3.0 Point 7 Point 7
Point 6 2.5 Point 6
2.5 Point 5 2.0 Point 5
v/(m·s −1 ) 2.0 Point 4 Displacement/mm 1.5 Point 4
Point 3
Point 3
Point 2
1.5 Point 1 Point 2
Point 1
1.0 1.0
0.5 0.5

0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
t/ms t/ms
(a) Velocity (b) Displacement
图 7 膨胀器监测点位的速度和位移曲线
Fig. 7 Expander monitoring point velocity and displacement curves

y-velocity/(m·s ) y-velocity/(m·s )

−1
−1
−3.014×10 −1 −1.467
−2.252×10 −1 −1.169
−1.489×10 −1 −8.710×10 −1
−7.263×10 −2 −5.732×10 −1
−3.649×10 −3 −2.753×10 −1
−7.992×10 −2 −2.255×10 −2
(a) 0.419 ms (b) 1.100 ms
y-velocity/(m·s ) y-velocity/(m·s )
−1
−1
−3.587 −4.365
−2.846 −3.477
−2.106 −2.589
−1.365 −1.700
−6.241×10 −1 −8.123×10 −1
−1.167×10 −1 −7.573×10 −2
(c) 1.980 ms (d) 2.150 ms

图 8 膨胀器变形过程的速度云图
Fig. 8 Velocity contour map of the deformation process of an expander
由图 7(a) 和图 8 可以看出，在载荷作用初期，爆炸载荷自下而上传播，底部相邻的两节波纹节最先

受到作用并产生响应，其初始加速度和速度均明显高于其他节段。随着应力波继续向上传播并在顶部
固定边界发生反射，反射波与入射波在 9 号波纹节附近叠加，形成局部放大效应。同时，燃爆冲击激发
了膨胀器整体的低阶振动模态，使得结构上端节段所承受的惯性力进一步增大。在上述因素的共同作
用下，9 号波纹节在 y 方向上的加速度持续增大，其速度逐渐超过其他波纹节，表现出明显的后发增强特
征。膨胀器各节点位移云图如图 9 所示。

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