多层钢筒结构在内部强爆炸作用下变形行为的数值模拟

摘要

多层结构常用于需要抵抗爆炸冲击的场合,如何快速准确地预测多层防护结构在内部强爆炸作用下的响应行为是当前防护工程上迫切需要解决的问题.针对Q345钢制成的多层防护结构,基于有限元软件LS-DYNA,分别采用CONWEP算法和流固耦合算法进行了3种不同装药量爆炸下动态响应的模拟分析,并与实验结果进行了对比,验证了数值模拟的有效性.结果表明,在装药比例距离较大时,采用CONWEP算法施加爆炸载荷,较其他方法可以更为简单可靠地预测多层防护结构受爆炸冲击的响应行为.最外层钢筒的塑性变形沿轴向主要分布于±1倍内筒半径范围内,该部位是防护设计时需重点考虑的.采用多层结构后,层与层之间通过碰撞传递爆炸能量,内部各层通过塑性变形吸收了作用于结构上约90％的能量.