兵工学报 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (12): 3719-3732.doi: 10.12382/bgxb.2023.0286
所属专题: 爆炸冲击与先进防护
许迎亮1, 刘彦1,2,*(), 闫俊伯1,**(
), 白帆1, 于浩1, 李旭1, 王虹富1,3
收稿日期:
2022-03-31
上线日期:
2023-12-30
通讯作者:
基金资助:
XU Yingliang1, LIU Yan1,2,*(), YAN Junbo1,**(
), BAI Fan1, YU Hao1, LI Xu1, WANG Hongfu1,3
Received:
2022-03-31
Online:
2023-12-30
摘要:
为研究双装药同步爆炸载荷对钢筋混凝土梁的毁伤效应,开展了钢筋混凝土梁双装药同步爆炸试验,得到了混凝土梁的破坏特征和位移响应。基于试验结果,利用有限元仿真软件建立了相应的钢筋混凝土梁双装药同步爆炸仿真模型,考虑了简支边界条件的影响。通过对比混凝土梁的局部破坏特征以及最大位移响应,验证了仿真模型的可靠性。基于此,进一步研究双装药同步爆炸时装药间距和炸高对混凝土梁破坏特征和位移响应的影响。此外,对比相同炸高下双装药和总质量相同的单个装药对混凝土梁的毁伤效应。研究结果表明:随着装药间距的增大,混凝土梁的破坏模式由局部破坏逐渐变为冲切破坏。由于双装药同步爆炸冲击波叠加增强效应的影响,混凝土梁位移响应和迎爆面破坏范围随着装药间距的增加呈现先增大、后减小的变化趋势。对于破坏模式,双装药作用下混凝土梁的局部破坏比等质量单装药作用时更加均匀,破坏范围更大,尤其是对迎爆面的破坏;对于位移响应,存在一个关于装药间距的区间范围,在该范围内双装药作用下混凝土梁的位移响应大于等质量单装药作用下混凝土梁的位移响应:炸高越小,该区间范围越大,装药质量越大,该区间范围越大。
中图分类号:
许迎亮, 刘彦, 闫俊伯, 白帆, 于浩, 李旭, 王虹富. 双装药同步爆炸钢筋混凝土梁毁伤效应[J]. 兵工学报, 2023, 44(12): 3719-3732.
XU Yingliang, LIU Yan, YAN Junbo, BAI Fan, YU Hao, LI Xu, WANG Hongfu. The Damage Effect of Reinforced Concrete Beams Subjected to Synchronous Explosion of Double Charges[J]. Acta Armamentarii, 2023, 44(12): 3719-3732.
序号 | 装药质量M/kg | H/cm | L/cm |
---|---|---|---|
1 | 1 | ||
2 | 0.5+0.5 | 25 | 20 |
3 | 0.5+0.5 | 50 |
表1 试验工况
Table 1 Test program
序号 | 装药质量M/kg | H/cm | L/cm |
---|---|---|---|
1 | 1 | ||
2 | 0.5+0.5 | 25 | 20 |
3 | 0.5+0.5 | 50 |
序号 | M/kg | H/cm | L/cm | Lc/cm | Lp/cm | Ls/cm |
---|---|---|---|---|---|---|
1 | 1 | 18 | 35 | 96.4 | ||
2 | 0.5+0.5 | 25 | 20 | 26 | 49 | 76 |
3 | 0.5+0.5 | 50 | 49 |
表2 局部破坏结果
Table 2 Results of local failure
序号 | M/kg | H/cm | L/cm | Lc/cm | Lp/cm | Ls/cm |
---|---|---|---|---|---|---|
1 | 1 | 18 | 35 | 96.4 | ||
2 | 0.5+0.5 | 25 | 20 | 26 | 49 | 76 |
3 | 0.5+0.5 | 50 | 49 |
ρe/(g·cm-3) | D/(cm·μs-1) | pCJ/MPa | A/MPa | B/MPa | R1 | R2 | ω | e0/MPa |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1.63 | 6.93 | 0.21 | 3.712 | 0.03231 | 4.15 | 0.95 | 0.30 | 0.07 |
表3 TNT炸药的材料模型和状态方程参数[23]
Table 3 aterial model and EOS parameters of TNT explosives[23]
ρe/(g·cm-3) | D/(cm·μs-1) | pCJ/MPa | A/MPa | B/MPa | R1 | R2 | ω | e0/MPa |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1.63 | 6.93 | 0.21 | 3.712 | 0.03231 | 4.15 | 0.95 | 0.30 | 0.07 |
ρa/(g·cm-3) | C0 | C1 | C2 | C3 | C4 | C5 | C6 | E0/MPa |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1.225 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0.4 | 0.4 | 2.5×106 |
表4 空气的材料模型和状态方程参数[23]
Table 4 Material model and EOS parameters of air[23]
ρa/(g·cm-3) | C0 | C1 | C2 | C3 | C4 | C5 | C6 | E0/MPa |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1.225 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0.4 | 0.4 | 2.5×106 |
图25 装药总质量相同时,单装药和双装药分别 作用下混凝土梁最大位移对比
Fig.25 Comparison of maximum displacements of RC beams under the action of two charges and an equivalent single charge
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