• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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吴昊, 岑国华, 程月华. 组合式防护结构抗侵彻爆炸联合作用设计[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2026-0064
引用本文: 吴昊, 岑国华, 程月华. 组合式防护结构抗侵彻爆炸联合作用设计[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2026-0064
WU Hao, CEN Guohua, CHENG Yuehua. Design of composite protective structure against combined penetration and explosion[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2026-0064
Citation: WU Hao, CEN Guohua, CHENG Yuehua. Design of composite protective structure against combined penetration and explosion[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2026-0064

组合式防护结构抗侵彻爆炸联合作用设计

doi: 10.11883/bzycj-2026-0064
基金项目: 国家自然科学基金(52308522);工程材料与结构冲击振动四川省重点实验室开放基金(23kfgk01);

Design of composite protective structure against combined penetration and explosion

  • 摘要: 相对于传统的整体式防护结构,由遮弹层、分配层和结构层构成的组合式防护结构可更经济有效地抵抗钻地武器的侵彻爆炸联合作用。针对组合式防护结构抗侵彻爆炸联合作用的设计方法,首先基于遮弹层、分配层和结构层的防护要求,提出了整体设计思路与流程。然后建立并验证了组合式防护结构抗侵彻爆炸联合作用的精细化数值仿真分析方法。进一步对105mm口径弹体和7kg奥克托今(HMX)炸药侵彻爆炸作用下的组合式防护结构进行实例设计,表明提出的设计方法可实现弹体侵彻不贯穿遮弹层,且经分配层消波后传递至结构层的荷载小于其局部动态承载力。最后在弹体侵彻爆炸荷载和结构各层厚度相同的条件下,定量对比分析了三种遮弹层(普通混凝土NSC、超高性能混凝土UHPC和刚玉块石混凝土CRC)和两种分配层(泡沫混凝土和砂)材料构成的组合式防护结构的动态响应与损伤破坏。结果表明:(1)含NSC遮弹层防护结构发生弹体贯穿,“UHPC遮弹层+砂分配层+NSC结构层”防护结构中结构层顶部反射应力峰值大于其局部动态承载力,均不满足防护要求;“UHPC/CRC遮弹层+C3泡沫混凝土分配层+NSC结构层”两种防护结构中分配层底部出现局部屈服,结构层顶部反射应力峰值低于其局部动态承载力,均满足防护要求;(2)“UHPC遮弹层+C3泡沫混凝土/砂分配层+NSC结构层”两种防护结构中分配层的压缩率相近(约30%),但C3泡沫混凝土分配层顶部和底部的应力峰值约为相应砂分配层的16%和13%,其波阻抗失配效应更显著,且消波性能更优;(3)“CRC遮弹层+C3泡沫混凝土分配层+NSC结构层”防护结构抗侵彻爆炸联合作用性能最优,其遮弹层侵彻深度以及分配层的压缩率、顶部应力、应变峰值和底部应变峰值分别约为相应UHPC遮弹层工况的87%、29%、55%、47%和21%。
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  • 收稿日期:  2026-03-05
  • 网络出版日期:  2026-05-15

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