爆炸载荷下加筋板的抗爆性能研究

琚泽宇，苟瑞君，张树海，陈亚红，李 岩，郭永辉

(1 中北大学环境与安全工程学院，太原 030051；2 北京宇航系统工程研究院，北京 100076)

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布置加强筋是常见的金属板加固方式之一，通过布置合理的加强筋，可以很大程度上提高结构的力学性能，使其具有轻质、高比强度、高比刚度的特点，已被广泛应用在桥隧、车辆、舰船、武器等民用和军事领域。在爆炸冲击载荷作用下，加筋金属板受到几十、上百甚至上千MPa的压力，根据金属力学性能和结构抗爆性能的不同，加筋金属板产生弹性变形、塑性变形甚至破坏，进而导致设备整体功能的受损或失效。Balden等[1]利用AUTODYN分析软件，对金属圆薄板在局部爆炸载荷作用下的响应进行了研究，提出了爆炸载荷的锥形分布模型。Bonorchis等[2]利用AUTODYN分析软件，对平板在局部载荷作用下的响应进行了研究，提出了爆炸载荷的锥形分布模型和冲量分布拟合公式。王芳等[3]利用试验的手段，对金属平板在爆炸载荷下的塑性响应进行了研究，得出了在冲击波作用下考虑边界约束条件的金属方形靶板半经验挠度公式。侯海量等[4]通过MSC/DYTRAN有限元分析程序模拟了金属加筋板的动态响应和失效模式，得出了单根加筋的金属板的抗爆性能和加筋板质量与加强筋尺寸和布置方式的关系。甘露等[5]利用LS-DYNA分析软件，对在爆炸载荷下U形加筋板的动态响应和破坏模式进行了研究，得出在金属板上合理布置加强筋能有效降低金属板在爆炸载荷下破坏程度，减少残余变形。……