双钢板-泡沫填充方钢管吸能结构抗爆性能研究

摘要

为进一步提升现有防护结构的抗爆性能，将双钢板混凝土(steel-concrete-steel, SCS)组合板与吸能材料结合，提出了一种双钢板-泡沫填充方钢管吸能结构。基于LS-DYNA软件建立了爆炸荷载作用下吸能结构的有限元模型，通过前期研究结果验证了该有限元模型的合理性。通过有限元模拟获得了吸能结构在近距离爆炸荷载下的变形过程、破坏模式及耗能性能，探究了爆炸距离、炸药当量、混凝土厚度、方钢管边长及方钢管厚度对吸能结构抗爆性能的影响。结果表明，在近距离爆炸荷载下，SCS组合板产生了弯曲变形及剪切破坏，泡沫填充方钢管产生了明显的叠缩变形并有效地耗散了爆炸能量。爆炸距离减小及炸药当量提高时，吸能结构的耗能能力进一步提升；方钢管边长及方钢管厚度对吸能结构的耗能能力影响不大。

关键词

吸能结构 / 抗爆性能 / 动态响应 / 组合结构 / 薄壁结构 / 泡沫填充钢管