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以往的爆炸研究主要集中在军事工程方面,在进行大型民用建筑和
工业建筑设计时,对于建筑物的抗爆性能考虑很少。而抗爆门作为人防工程、军事工程中的重要部件,是人员、设备进出的重要通道,对保护室内人员起到重要
作用。我国的抗爆研究起步较晚,关于抗爆门设计方面的规范较少。因此,抗爆门的研究是有很大实用价值的。利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA,对平板抗爆门在
爆炸冲击荷载作用下的动力响应进行分析,以对其抗爆性能进行评估,为抗爆门设计提供依据。
针对梁板式钢抗爆门空腔降低其抗爆性能的问题,提出了将抗冲击性能良好的活性粉末混凝土(RPC)填充于钢抗爆门空腔,以提高其抗爆能力的方法。基于LS-DYNA有
限元平台,对钢板-RPC抗爆门进行动态响应有限元模拟,并与试验数据进行对比,验证了模型的正确性。分析结果表明:钢板-RPC抗爆门抗爆能力明显优于钢抗爆门和
钢板-混凝土抗爆门;增加钢板内肋数量、增大门扇钢板厚度能够显著减小抗爆门门扇中心位移;而钢板内肋厚度、RPC强度等级对抗爆门的动态响应影响相对较小。
基于分析结果,提出了不同抗爆等级下钢板-RPC抗爆门的设计建议,可供抗爆工程设计选用。
借助多孔金属材料良好的吸能特性,设计一种新型内置复合泡沫铝抗爆门防护结构。为考察其动力响应,基于LS-DYNA有限元程序,对比了钢制抗爆门和内置复合泡沫
铝芯层两类抗爆门在相同TNT当量爆炸荷载作用下,结构正面有效应力、背面中心位移—时程及结构能量分布等动力响应特性,数值模拟表明:内置复合泡沫铝抗
爆门主要通过芯层复合泡沫铝吸收冲击波压缩作用产生的能量,与钢制抗爆门相比,其应力场分布更为均匀,迎爆面峰值应力降低了35%,结构背面板大变形减小了
50%,有效提高了结构在爆炸冲击波作用下的承载能力和变形能力。