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爆炸与冲击

爆炸与冲击

2026年06期

《爆炸与冲击》创办于1981年7月，由中国力学学会主办，是我国爆炸力学与冲击动力学领域的专业性学术期刊。目前为月刊，现任主编为刘仓理院士。

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封面文章 | 超高强球面结构抗冲击试验研究*

封面文章 | 超高强球面结构抗冲击试验研究*

DOI: 10.11883/bzycj-2025-0134 1 ， 1,2,3 ， 1 ， 1 ， 1 ，颉浩儒 2 (1. , 519082; 2. 陆军工程大学爆炸冲击防灾减灾全国重点实验室, 210007; 3. 隧道工程灾变防控与智能建养全国重点实验室, ) 摘要：为研究高强材料与异形结构联合防护下工程的抗侵彻能力，设计了一种超高强球面结构加固靶体，利用∅125 mm火炮开展
爆炸多场耦合与结构毁伤机理 | 激波与油气爆炸耦合作用下浅埋混凝土油库的破坏损伤模式*

爆炸多场耦合与结构毁伤机理 | 激波与油气爆炸耦合作用下浅埋混凝土油库的破坏损伤模式*

摘要：为研究激波与油气爆炸耦合作用下浅埋式混凝土结构油库的破坏损伤模式，设计制作了浅埋式钢筋混凝土结构油库的缩比模型，研究了油库结构、油气类型、油气量及爆源位置对混凝土油库破坏损伤模式的影响机制。研究结果表明：爆炸激波作用于油库顶盖造成迎爆面冲切贯穿破坏和背爆面剥离损伤，且柴油量为50%(即半库)时顶盖的破坏程度大于柴油量为100%(即满库)时；柴油量为100%并加装顶盖时，冲击波超压上升阶段会出现2个峰值，柴油量为50%并加装顶盖时，由于内部空腔的界面反射作用，超压上升阶段出现了3个峰值，并且冲击波正压持时明显延长；库体底部起爆时，油库顶盖和整体均产生严重破坏，冲击波在角隅处反射叠加，会导致油库主体角隅处出现明显的剪切开裂；相比于柴油量为50%时，汽油量为50%时爆炸产生的火球范围更大，燃烧时间更长，但油库主体结构并不会被破坏。
爆炸多场耦合与结构毁伤机理 | 接触爆炸作用下钢桁梁桥的破坏模式与剩余承载力*

爆炸多场耦合与结构毁伤机理 | 接触爆炸作用下钢桁梁桥的破坏模式与剩余承载力*

摘要：针对铁路钢桁梁桥在接触爆炸作用下的破坏模式及剩余承载力劣化规律开展了数值模拟分析。首先，通过模拟加劲钢板与钢箱拱的爆炸试验以及工字钢柱爆炸后的剩余承载力，对比验证了数值分析方法的可靠性；其次，对接触爆炸下上弦杆构件的损伤破坏和整桥剩余承载力的数值模型开展了网格敏感性分析；然后，明确了典型钢桁梁桥的最不利杆件以及爆炸当量对剩余承载力的影响规律；最后，探讨了多点爆炸作用下整桥损伤破坏演变机制。结果表明：接触爆炸作用下钢桁梁桥以杆件局部损伤为主要破坏形式，在100kg炸药当量的工况中，上弦杆侧面与顶面爆炸下整桥承载力分别降低了29.8%和18.0%，上弦杆侧面爆炸为最不利工况；随着上弦杆侧面爆炸炸药当量由25kg增加至150kg，整桥剩余承载力降幅由8.8%扩大至33.4%。以承载力损失与完好桥梁极限承载力之比为损伤因子，建立了整桥损伤因子-炸药当量定量关系；多点爆炸工况下的损伤因子增大至0.452，结构冗余度与剩余承载性能较单点爆炸工况显著降低。
爆炸多场耦合与结构毁伤机理 | 爆炸作用下原型 RC 框架结构的毁伤效应*

爆炸多场耦合与结构毁伤机理 | 爆炸作用下原型 RC 框架结构的毁伤效应*

摘要：钢筋混凝土(reinforced concrete, RC)框架结构是大量政治经济活动的载体，然而全球爆炸袭击与公共安全事故频发，国际形势复杂多变，使得RC框架结构成为重要的打击与防护目标。为探究多次爆炸作用下RC框架结构的毁伤效应，设计并建造了一栋两层含填充墙的原型RC框架结构，分别开展了等效TNT当量为11.573和20kg的4发结构外爆炸和内爆炸试验，考察了不同位置和当量炸药爆炸作用下的冲击波载荷特征以及单个构件、房间和整体结构的动态响应和破坏模式。结果表明：近距离外爆炸作用下，楼板和填充墙可以有效衰减传播至房间内部的冲击波载荷，峰值超压降幅约84.75%。楼板和填充墙呈局部冲切破坏，房间内部构件和整体结构损伤相对较小；内爆炸作用下，楼板和填充墙呈整体冲切破坏，毁伤等级高于框架柱和梁。除冲击波载荷外，爆源房间墙板碎片的抛掷碰撞是造成沿冲击波传播方向填充墙和楼板损伤破坏的关键毁伤元。最后，基于建筑结构毁伤评估准则，对每发试验后单个构件、房间及整体结构的毁伤等级进行确定，得出内爆炸作用下建筑结构的毁伤等级和范围高于外爆炸工况。
爆炸多场耦合与结构毁伤机理 | 温压炸药密闭空间内爆炸冲击波与温度场耦合试验研究*

爆炸多场耦合与结构毁伤机理 | 温压炸药密闭空间内爆炸冲击波与温度场耦合试验研究*

摘要：为研究温压炸药在密闭空间内爆炸时冲击波与温度的耦合增强效应，以100～400 g温压炸药为研究对象，在密闭建筑空间内开展爆炸试验研究，利用压力传感器和热电偶获得了密闭空间内不同位置处的爆炸压力和温度数据，揭示了温压炸药爆炸产生的冲击波与温度场演变特征及传播规律。结果表明：温压炸药内爆炸产生的温度场具有显著的二次升温和长持时特征；建立了基于比例爆距的初始温度峰值衰减模型。温压炸药内爆炸冲击波超压峰值的TNT等效当量系数随比例爆距的增大呈下凹双曲线变化趋势，在比例爆距为1.7 m/kg ^1/3 时，冲击波超压的TNT等效当量系数达到最小值1.43，该位置是有氧后燃反应能量对冲击波超压峰值产生显著作用的转折点。建立了冲击波超压峰值的两阶段预测模型，分别描述了非理想爆轰与铝粉有氧后燃效应在不同区域对冲击波超压的贡献。基于爆炸产物膨胀和后燃升温引起的压力上升，建立了温压炸药内爆炸准静态压力预测模型，以100 g装药的准静态压力为基准，200、300、400 g装药的准静态压力分别增至基准值的2.27、3.21、4.18倍，准静态压力在爆轰产物与后燃升温的耦合作用下呈非线性增长。
侵彻动力学与特种结构防护 | 层理倾角与锚固方式耦合作用下砂岩的动态力学特性*

侵彻动力学与特种结构防护 | 层理倾角与锚固方式耦合作用下砂岩的动态力学特性*

DOI: 10.11883/bzycj-2025-0125 1 ， 1 ， 2 ， 1 ， 1 ， 1 ， 1 ， 3 摘要：为研究冲击荷载下锚固方式与层理倾角对岩体强度的影响规律，对无锚、端锚、半锚及全锚层理砂岩进行动态冲击试验研究，分析了不同锚固方式对层状砂岩动态力学特性、能量耗散规律及破裂分形特征的影响。研究结果表明：无锚试样强度随层理倾角增大先减小后增大，曲线呈V形特征，试样在锚固
侵彻动力学与特种结构防护 | 基于统一强度理论的弹体侵彻天然气管道局部损伤塑性半径统一解*

侵彻动力学与特种结构防护 | 基于统一强度理论的弹体侵彻天然气管道局部损伤塑性半径统一解*

DOI: 10.11883/bzycj-2025-0379 1,2 ， 1,2 ， 3 ， 1,2 2. 石油大学省油气井及储层渗流与岩石力学重点实验室, 3. , 摘要：为揭示弹体高速侵彻下天然气管道的局部损伤机理，基于侵彻试验、数值模拟与理论推导，建立了一种基于统一强度理论的管道损伤塑性半径统一解。通过开展L415M管道钢的弹体侵彻试验，获取了管道着弹面撞击形态、塑性区范围及塑
侵彻动力学与特种结构防护 | 复合型聚能药型罩作用下岩石的定向断裂*

侵彻动力学与特种结构防护 | 复合型聚能药型罩作用下岩石的定向断裂*

DOI: 10.11883/bzycj-2025-0399 1 , 2 , 3 (1. , ; 2. , ; 3. , ) 摘要：为克服岩石爆破过程中裂纹扩展的随机性导致的定向断裂控制难的问题，提高岩石定向断裂爆破的能量利用效率，设计了一种“切缝+聚能”复合型药型罩结构，采用动态焦散线实验与数值模拟相结合的方法，研究了药型罩开口角度对裂纹扩展与能量释放的影响。结果表明：复合型聚能药型罩
侵彻动力学与特种结构防护 | 椭圆截面弹体斜侵彻混凝土弹道特性的数值研究*

侵彻动力学与特种结构防护 | 椭圆截面弹体斜侵彻混凝土弹道特性的数值研究*

摘要：为了获取椭圆截面弹体斜侵彻混凝土的弹道特性，采用数值模拟方法开展了系统性研究。构建了可靠的数值模拟模型，对影响弹道偏转的倾角、攻角和滚转角进行了解耦，开展了不同落角下椭圆截面弹体斜侵彻混凝土的数值模拟，深入分析并揭示了弹道偏转、自旋转演变规律及机理。研究结果表明：倾角和攻角导致弹体上、下表面受力面积存在差异，且攻角还会造成弹体表面应力分布不对称，最终产生偏转力矩驱动弹体偏转；随着倾角和攻角的增大，弹体角速度、姿态角和弹道偏移总体上呈增大趋势。在带倾角斜侵彻情况下，竖姿弹体偏转慢、持续时间长，而平姿弹体偏转快、持续时间短，两者在弹道稳定性方面不存在绝对的优劣；在带攻角斜侵彻情况下，竖姿弹体的弹道稳定性相对平姿弹体更好。滚转角叠加倾角导致弹靶交会条件不对称，弹体除偏移和偏转外，还有绕轴的自旋转运动；当滚转角由0°向90°增大时，弹靶交会条件经历对称至不对称再至对称的转变，弹体在水平方向的偏移量和滚转角增量呈先增大后减小的趋势。研究成果可为椭圆截面弹体实际工程应用提供参考。
先进测试与动态特性 | 基于结构感知变分光流法的 BOS 冲击波超压非接触式测量*

先进测试与动态特性 | 基于结构感知变分光流法的 BOS 冲击波超压非接触式测量*

摘要：背景纹影 (background-oriented schlieren, BOS) 技术因其非接触与高时空分辨率的优势，已成为爆炸力学外场试验的重要测量手段，但受强光干扰、产物散射及冲击波信号微弱且形态复杂等因素影响，BOS 图像中波阵面的自动精确提取十分困难。为此，提出了一种结构感知加权变分光流方法 (structure-aware weighted variational optical flow, SAW-VF)，用于对冲击波的高速瞬态位移场进行鲁棒量化，其核心是最小化一个针对性构建的能量泛函：首先，在数据保真项中融合一阶光度与二阶 Hessian 矩阵不变性约束，从而显著增强对冲击波线状局部几何特征的敏感性；其次，引入由归一化互相关 (normalized cross-correlation, NCC) 驱动的空间自适应加权机制，能够动态抑制严重畸变区域对估计结果的负面影响；然后，采用受佩罗娜-马利克 (Perona-Malik) 扩散启发的各向异性正则项，以有效保护冲击波锋锐的运动边界。为了以应对大位移运动，整个优化过程嵌入由粗至精的高斯金字塔框架中。在此基础上，进一步构建了物理模型驱动的波阵面拟合方法，通过最大内点集优化与冲击波动力学约束精确提取波阵面。最终，通过基于几何标定与时间序列估计冲击波半径及传播速度，结合兰金-雨贡纽 (Rankine-Hugoniot) 理论实现非接触式超压定量测量。在 TNT 爆炸试验中，该方法测量结果与压力传感器数据的相对误差为 0.93%～9.85%，验证了其在冲击波非侵入式超压测量中的有效性与准确性。
先进测试与动态特性 | 高速破片撞击燃油箱导致的燃油喷溅特性*

先进测试与动态特性 | 高速破片撞击燃油箱导致的燃油喷溅特性*

DOI: 10.11883/bzycj-2025-0100 1,2 , 1 , 1 , 3 , 1 , 2 航天技术研究院, 摘要：高速破片撞击燃油箱时产生液压水锤效应，其引发的燃油喷溅可能导致燃油箱引燃甚至爆炸，从而降低高价值目标的生存能力。为研究液压水锤效应导致的燃油喷溅特性，进行了高速破片撞击模拟燃油箱的试验，测试并分析了喷溅燃油的速度特性和空间分布特性；提出了液团初始
新型吸能结构与智能优化 | 多层纸蜂窝结构的冲击吸能机制及包装缓冲应用*

新型吸能结构与智能优化 | 多层纸蜂窝结构的冲击吸能机制及包装缓冲应用*

摘要：在包装领域中，用于保护产品的蜂窝纸板用量设计大多依赖于经验，易造成浪费。基于多层纸蜂窝结构的缓冲特性和脆值理论，构建了一套等厚约束下的包装结构快速设计方法。首先，通过静态压缩与动态冲击试验，获取了不同构型蜂窝材料的力-位移曲线和能量吸收特性，同时结合数值模拟方法，揭示了不同构型在加载过程中的变形模式与力学响应机制。基于试验所得的结构缓冲特性数据，实现多层蜂窝包装结构的快速参数化设计，并通过有限元模型对设计方案的缓冲效果进行了数值验证。结果表明，在静压试验中，三层纸蜂窝结构的有效吸能比单层纸蜂窝结构多吸收 65.1% 的能量，其应力-应变曲线呈现明显的多次平台应力区域，在冲击荷载作用下，三层纸蜂窝在受到小于 81.6J 的能量冲击下，未进入致密段，而单层纸蜂窝结构在受到大于 53.8J 的能量冲击下，出现力值陡增现象，多层纸蜂窝结构在冲击下具备更优的吸能特性。基于脆值和试验所得多层蜂窝结构的缓冲特性进行结构包装逆向设计，在有限元模型中进行验证，证明了设计方法的有效性。与现有蜂窝包装结构设计方法相比，该方法具备更高的效率和准确性，在缓冲包装结构设计和其他冲击领域中具备一定前景。
新型吸能结构与智能优化 | 基于机器学习的新型多胞梯度结构设计与优化*

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摘要：针对航空航天、交通运输、土木建筑等领域的碰撞防护需求，提出一种新型多胞梯度结构管（CMGHT）设计方法：在普通六边形管内引入正弦波纹肋板，并融合功能梯度设计理念，以实现结构耐撞性能的提升。首先，构建该结构的有限元模型并开展数值模拟分析。结果显示，在相同壁厚条件下，CMGHT的关键吸能指标表现显著优于现有结构，相较于普通六边形管（HT），其吸收能量 (Ea) 、比吸能 (Esa) 、平均压

爆炸与冲击

目录

封面文章 | 超高强球面结构抗冲击试验研究*

封面文章 | 超高强球面结构抗冲击试验研究*

爆炸多场耦合与结构毁伤机理 | 激波与油气爆炸耦合作用下浅埋混凝土油库的破坏损伤模式*

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爆炸多场耦合与结构毁伤机理 | 接触爆炸作用下钢桁梁桥的破坏模式与剩余承载力*

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爆炸多场耦合与结构毁伤机理 | 爆炸作用下原型 RC 框架结构的毁伤效应*

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侵彻动力学与特种结构防护 | 层理倾角与锚固方式耦合作用下砂岩的动态力学特性*

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先进测试与动态特性 | 基于结构感知变分光流法的 BOS 冲击波 超压非接触式测量*

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先进测试与动态特性 | 高速破片撞击燃油箱导致的燃油喷溅特性*

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新型吸能结构与智能优化 | 多层纸蜂窝结构的冲击吸能机制及包装缓冲应用*

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新型吸能结构与智能优化 | 基于机器学习的新型多胞梯度结构设计与优化*

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