侧向局部爆炸下钢质方管损伤特性数值研究

摘要

为进一步弄清侧向局部爆炸下钢质方管损伤特性,利用有限元软件LS-DYNA,采用流固耦合和添加质量阻尼的方法,区分10~20 cm内不同爆距,对160 g柱形炸药冲击横截面面积13.51 cm^(2)的钢质方管进行研究。分析钢质方管极限承载能力的理论计算值和数值仿真值,发现理论计算值和数值仿真值相差2.63%;分析钢质方管迎爆面中心点试验位移值和数值模拟位移值,发现误差均在合理范围之内,表明所建模型合理可信;分析钢质方管轴向残余承载能力,发现随爆距增加,方管轴向残余承载能力依次增加;分析爆炸荷载下方管能量吸收能力,发现钢质方管典型损伤模式为迎爆面中心区域明显凹陷,钢管整体未见明显变形;定义损伤指数,径向缩进指数和径向移出指数,发现径向缩进指数曲线决定损伤指数曲线总体变化趋势,径向移出指数曲线影响损伤指数曲线局部曲率变化;拟合损伤指数,提出轴向承载能力损伤指数工程算法。