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2026, 46(7): 071001.
doi: 10.11883/bzycj-2025-0243
摘要:
为解决材料动态复合加载过程中实现稳定应力比的难题，基于电磁Hopkinson杆（electromagnetic split Hopkinson bar, ESHB）平台开发了一种新型装置，实现了单边同步动态拉/压-扭复合加载。阐述了装置的构型与加载原理，该装置可以独立产生梯形拉伸/压缩应力波和扭转应力波。通过精度达0.1 μs的数字延时发生器确保了加载的同步性，可将不同类型波到达试样的时间差控制在5 μs内，克服了波速不同带来的挑战。此外，还分析了同步控制方法及波的传播历程。为验证该装置，对CoCrFeMnNi高熵合金试样进行了动态拉-扭实验。实验结果证明了该装置的高可靠性和有效性，加载过程中可以实现试样达到约1.7的稳定应力比。更重要的是，实验证明，梯形波加载能显著提升动态复合加载中的应力比稳定性，效果远超正弦波加载。该实验方法使研究材料在复杂应力状态（高应变率、多轴加载）下的动态力学响应成为可能，稳定应力比加载的成功实现，为精准表征动态多轴条件下材料的屈服准则与失效机制开辟了新途径。
为解决材料动态复合加载过程中实现稳定应力比的难题，基于电磁Hopkinson杆（electromagnetic split Hopkinson bar, ESHB）平台开发了一种新型装置，实现了单边同步动态拉/压-扭复合加载。阐述了装置的构型与加载原理，该装置可以独立产生梯形拉伸/压缩应力波和扭转应力波。通过精度达0.1 μs的数字延时发生器确保了加载的同步性，可将不同类型波到达试样的时间差控制在5 μs内，克服了波速不同带来的挑战。此外，还分析了同步控制方法及波的传播历程。为验证该装置，对CoCrFeMnNi高熵合金试样进行了动态拉-扭实验。实验结果证明了该装置的高可靠性和有效性，加载过程中可以实现试样达到约1.7的稳定应力比。更重要的是，实验证明，梯形波加载能显著提升动态复合加载中的应力比稳定性，效果远超正弦波加载。该实验方法使研究材料在复杂应力状态（高应变率、多轴加载）下的动态力学响应成为可能，稳定应力比加载的成功实现，为精准表征动态多轴条件下材料的屈服准则与失效机制开辟了新途径。
2026, 46(7): 071401.
doi: 10.11883/bzycj-2025-0225
摘要:
在国防与民用领域，一些装备和结构不可避免地会承受间断性的、高加载率的、重复性的强冲击作用，即所谓的重复冲击或冲击疲劳作用。要研究装备或结构的冲击疲劳行为，首先需要建立可靠的冲击疲劳试验技术或方法。对传统的Hopkinson杆冲击加载技术进行了修改和功能提升，并分析和研究了连续冲击时加载杆、试样、夹具等应力波传播问题，对作用于试样的冲击加载波的幅值、脉宽和应力波脉冲构型进行了分析与调制，以及对在冲击疲劳试验中如何实现单脉冲加载进行了理论分析。通过优化和改进撞击弹的撞击速度、长度以及弹体的几何形状实现了有效的加载波幅值、脉宽和应力波脉冲构型控制。最终提出了一种简单快速可适用于冲击疲劳试验的单脉冲加载方法，其原理为：通过设计加载杆的长度与材料参数，使试样和入射杆端面协同作用与分离，避免了加载杆上来回传播的应力波对试样的不规则随机二次或多次加载问题，实现了连续冲击时，每单次冲击对试样的单次加载功能。通过数值模拟和实际试验验证，证明了所提出的冲击疲劳单脉冲加载方法的有效性和可行性。并建立了用于剪切冲击疲劳的加载装置，获得了TC4钛合金的剪切冲击疲劳应力-寿命曲线。
在国防与民用领域，一些装备和结构不可避免地会承受间断性的、高加载率的、重复性的强冲击作用，即所谓的重复冲击或冲击疲劳作用。要研究装备或结构的冲击疲劳行为，首先需要建立可靠的冲击疲劳试验技术或方法。对传统的Hopkinson杆冲击加载技术进行了修改和功能提升，并分析和研究了连续冲击时加载杆、试样、夹具等应力波传播问题，对作用于试样的冲击加载波的幅值、脉宽和应力波脉冲构型进行了分析与调制，以及对在冲击疲劳试验中如何实现单脉冲加载进行了理论分析。通过优化和改进撞击弹的撞击速度、长度以及弹体的几何形状实现了有效的加载波幅值、脉宽和应力波脉冲构型控制。最终提出了一种简单快速可适用于冲击疲劳试验的单脉冲加载方法，其原理为：通过设计加载杆的长度与材料参数，使试样和入射杆端面协同作用与分离，避免了加载杆上来回传播的应力波对试样的不规则随机二次或多次加载问题，实现了连续冲击时，每单次冲击对试样的单次加载功能。通过数值模拟和实际试验验证，证明了所提出的冲击疲劳单脉冲加载方法的有效性和可行性。并建立了用于剪切冲击疲劳的加载装置，获得了TC4钛合金的剪切冲击疲劳应力-寿命曲线。
2026, 46(7): 071402.
doi: 10.11883/bzycj-2025-0222
摘要:
基于Hashin等复合材料经典失效准则的宏观有限元模拟虽然能够考虑纤维断裂、基体损伤以及分层等宏观损伤机制，但无法反映碳纤维增强复合材料（carbon fiber reinforced polymer，CFRP）内部的微观损伤行为，例如纤维与基体之间的界面脱粘。为了解决这个问题，建立了一个同时考虑纤维、基体和界面的多相细观力学模型，综合考虑纤维断裂、基体失效和界面脱粘等多种损伤机制，系统分析了横向拉伸/压缩、纵向拉伸/压缩以及面内/外剪切等典型载荷路径下单向碳纤维增强复合材料（unidirectional carbon fiber reinforced polymer，UD CFRP）的损伤演化过程。结果表明：实验与仿真得到的峰值应力和失效应变的相对误差小于5%，同时模型预测的裂纹扩展路径与扫描电镜的观测结果一致，验证了考虑微观结构的微观力学模型的准确性。在此基础上，模型准确捕捉到了不同载荷条件下UD CFRP的损伤演化规律，这对于构建CFRP损伤容限设计准则和结构完整性评估体系具有重要工程价值。
基于Hashin等复合材料经典失效准则的宏观有限元模拟虽然能够考虑纤维断裂、基体损伤以及分层等宏观损伤机制，但无法反映碳纤维增强复合材料（carbon fiber reinforced polymer，CFRP）内部的微观损伤行为，例如纤维与基体之间的界面脱粘。为了解决这个问题，建立了一个同时考虑纤维、基体和界面的多相细观力学模型，综合考虑纤维断裂、基体失效和界面脱粘等多种损伤机制，系统分析了横向拉伸/压缩、纵向拉伸/压缩以及面内/外剪切等典型载荷路径下单向碳纤维增强复合材料（unidirectional carbon fiber reinforced polymer，UD CFRP）的损伤演化过程。结果表明：实验与仿真得到的峰值应力和失效应变的相对误差小于5%，同时模型预测的裂纹扩展路径与扫描电镜的观测结果一致，验证了考虑微观结构的微观力学模型的准确性。在此基础上，模型准确捕捉到了不同载荷条件下UD CFRP的损伤演化规律，这对于构建CFRP损伤容限设计准则和结构完整性评估体系具有重要工程价值。
2026, 46(7): 071403.
doi: 10.11883/bzycj-2025-0248
摘要:
为研究杆状弹丸头形对其超高速撞击薄板的影响，采用SPH（smoothed particle hydrodynamics）方法，开展了平头、半球头、锥头等典型头形杆状弹丸超高速撞击薄板的数值仿真。结果表明，大钝角锥头及平头与薄板撞击产生的冲击波最强、弹体破碎最剧烈、弹体质量和轴向动能损失最大，小钝角锥头、尖锥头及半球头次之。对弹头与薄板撞击产生冲击波的过程进行了建模分析，结果表明，存在弹头临界半锥角（与撞击速度、弹靶材料相关），使弹体破碎最剧烈。研究结果可为非球形空间碎片防护设计等超高速碰撞问题提供参考。
为研究杆状弹丸头形对其超高速撞击薄板的影响，采用SPH（smoothed particle hydrodynamics）方法，开展了平头、半球头、锥头等典型头形杆状弹丸超高速撞击薄板的数值仿真。结果表明，大钝角锥头及平头与薄板撞击产生的冲击波最强、弹体破碎最剧烈、弹体质量和轴向动能损失最大，小钝角锥头、尖锥头及半球头次之。对弹头与薄板撞击产生冲击波的过程进行了建模分析，结果表明，存在弹头临界半锥角（与撞击速度、弹靶材料相关），使弹体破碎最剧烈。研究结果可为非球形空间碎片防护设计等超高速碰撞问题提供参考。
2026, 46(7): 071404.
doi: 10.11883/bzycj-2025-0227
摘要:
目前国内缺少对GJB 1060.1—1991中规定的冲击设计载荷与GJB 150.18—1986中规定的试验工况所对应的试验载荷的相关性研究，利用建立的中量级冲击试验多自由度质量刚度阻尼动力学模型，针对船体安装单自由度刚性设备（设备本身假设为刚体），开展GJB 150.18—1986中规定工况下的冲击试验载荷计算，拟合得到冲击试验谱速度的计算公式，发现GJB 150.18—1986规定的标准工况下冲击试验谱速度在1.75~2.40 m/s之间。与GJB 1060.1—1991中规定的DDAM（dynamic design analysis method）方法计算得到的冲击设计谱速度进行对比，分析设备安装频率、设备质量、摆锤高度等对试验载荷与设计载荷相关性的影响。结果表明，整体上冲击设计载荷大于冲击试验载荷，但在槽钢跨距较大（大于90 cm）的特定工况，可能出现冲击试验载荷更大，并给出了冲击设计谱速度与冲击试验谱速度的定量比值。
目前国内缺少对GJB 1060.1—1991中规定的冲击设计载荷与GJB 150.18—1986中规定的试验工况所对应的试验载荷的相关性研究，利用建立的中量级冲击试验多自由度质量刚度阻尼动力学模型，针对船体安装单自由度刚性设备（设备本身假设为刚体），开展GJB 150.18—1986中规定工况下的冲击试验载荷计算，拟合得到冲击试验谱速度的计算公式，发现GJB 150.18—1986规定的标准工况下冲击试验谱速度在1.75~2.40 m/s之间。与GJB 1060.1—1991中规定的DDAM（dynamic design analysis method）方法计算得到的冲击设计谱速度进行对比，分析设备安装频率、设备质量、摆锤高度等对试验载荷与设计载荷相关性的影响。结果表明，整体上冲击设计载荷大于冲击试验载荷，但在槽钢跨距较大（大于90 cm）的特定工况，可能出现冲击试验载荷更大，并给出了冲击设计谱速度与冲击试验谱速度的定量比值。
2026, 46(7): 071501.
doi: 10.11883/bzycj-2025-0216
摘要:
为系统评估非致命动能弹丸对人体胸部的冲击安全性，设计并制备了一种结构可调、兼容仿真实验的一体化三肋胸部物理模型。首先通过弹体发射平台，在29.0和61.0 m/s速度下对SIR-X弹丸模型进行了刚性壁动力学验证，获得的力-时间曲线与北约AEP-99标准走廊吻合良好，证明了弹丸模型的可靠性。进一步使用该弹丸进行了56.0和86.5 m/s速度下的胸部冲击实验，测得胸壁位移及黏性准则的最大值（maximum viscosity criterion，VCmax，βvc,max）均落入AEP-99标准验证走廊范围内，表明该模型在中低速冲击（≤90.0 m/s）条件下具有良好的动态响应一致性和预测精度。其中56和86.5 m/s速度下的仿真与试验胸壁位移最大相对误差分别为16%和21%。提高弹丸硬度（从软到硬）在56.0和86.5 m/s工况下分别使VCmax由0.298 m/s升至0.336 m/s、由0.765 m/s升至0.856 m/s，高能工况放大效应更显著。肋间距在基准肋间距的80%～120%范围内变化时，对峰值位移和接触力的影响约±6%，VCmax波动范围为5.7%~6.2%，整体处于工程可接受范围内。与SHTIM（surrogate human thorax for impact model）对比，本文模型在56.0、86.5 m/s工况下的位移-时间响应更贴合走廊中线（βvc,max=0.308, 0.803 m/s，均在推荐区间），SHTIM在高能工况略低于下限，验证了本模型在响应精度与伤害判据一致性上的优势。针对NS、CONDOR、SIR-X和RB1FS等4种典型弹丸，在60.0~90.0 m/s速度范围内开展系统仿真，揭示了不同弹丸结构和材料对胸部损伤风险的影响机制。高速冲击（100.0~120.0 m/s）下，模型软组织层主导能量吸收与耗散，肋骨层的峰值应力随冲击速度的升高显著增大并超过屈服极限，存在严重骨折风险。厚度敏感性分析显示，软组织层的厚度对吸能和变形的调控作用最突出。
为系统评估非致命动能弹丸对人体胸部的冲击安全性，设计并制备了一种结构可调、兼容仿真实验的一体化三肋胸部物理模型。首先通过弹体发射平台，在29.0和61.0 m/s速度下对SIR-X弹丸模型进行了刚性壁动力学验证，获得的力-时间曲线与北约AEP-99标准走廊吻合良好，证明了弹丸模型的可靠性。进一步使用该弹丸进行了56.0和86.5 m/s速度下的胸部冲击实验，测得胸壁位移及黏性准则的最大值（maximum viscosity criterion，VCmax，βvc,max）均落入AEP-99标准验证走廊范围内，表明该模型在中低速冲击（≤90.0 m/s）条件下具有良好的动态响应一致性和预测精度。其中56和86.5 m/s速度下的仿真与试验胸壁位移最大相对误差分别为16%和21%。提高弹丸硬度（从软到硬）在56.0和86.5 m/s工况下分别使VCmax由0.298 m/s升至0.336 m/s、由0.765 m/s升至0.856 m/s，高能工况放大效应更显著。肋间距在基准肋间距的80%～120%范围内变化时，对峰值位移和接触力的影响约±6%，VCmax波动范围为5.7%~6.2%，整体处于工程可接受范围内。与SHTIM（surrogate human thorax for impact model）对比，本文模型在56.0、86.5 m/s工况下的位移-时间响应更贴合走廊中线（βvc,max=0.308, 0.803 m/s，均在推荐区间），SHTIM在高能工况略低于下限，验证了本模型在响应精度与伤害判据一致性上的优势。针对NS、CONDOR、SIR-X和RB1FS等4种典型弹丸，在60.0~90.0 m/s速度范围内开展系统仿真，揭示了不同弹丸结构和材料对胸部损伤风险的影响机制。高速冲击（100.0~120.0 m/s）下，模型软组织层主导能量吸收与耗散，肋骨层的峰值应力随冲击速度的升高显著增大并超过屈服极限，存在严重骨折风险。厚度敏感性分析显示，软组织层的厚度对吸能和变形的调控作用最突出。
2026, 46(7): 073101.
doi: 10.11883/bzycj-2025-0234
摘要:
针对高速冲击下传统金属材料能量释放效率低、动态响应不足等瓶颈问题，聚焦于Ti-Zr-Nb-V系难熔高熵合金，利用其多组元协同效应开发出一种单相体心立方晶体结构（body-centered cubic, BCC）高熵合金(Ti2Zr)1.5NbVAl0.5，其晶格常数为3.3501 Å，平均晶粒尺寸为336.7 μm。随后开展了准静态、动态力学测试和直接弹道试验，结果表明，合金具有良好的强塑性协同效应，屈服强度为885.2 MPa，当压缩应变率由0.001 s−1升至6000 s−1时，屈服强度提升123%，并且低温下其对应变率的敏感性显著高于高温。当冲击速度由734 m/s升至1375 m/s时，弹丸的破碎程度加剧，准密闭容器内温度场不断升高至峰值2124.15 K，相应的释能持续时间由5 ms延长至12 ms。利用有限元-光滑粒子流体动力学耦合（finite element method-smoothed particle hydrodynamics, FEM-SPH）算法复现了高熵合金侵彻温升和破碎行为，验证了拟合的Johnson-Cook本构参数及Grüneisen状态方程的可靠性。微观分析揭示了(Ti2Zr)1.5NbVAl0.5高熵合金能量释放机制源于绝热剪切带内的位错重组，高速冲击下交滑移的抑制导致位错达到饱和状态，并引发局部晶格失稳进一步导致整体结构失效，而低速冲击下动态再结晶行为能够有效延缓失效进程。
针对高速冲击下传统金属材料能量释放效率低、动态响应不足等瓶颈问题，聚焦于Ti-Zr-Nb-V系难熔高熵合金，利用其多组元协同效应开发出一种单相体心立方晶体结构（body-centered cubic, BCC）高熵合金(Ti2Zr)1.5NbVAl0.5，其晶格常数为
2026, 46(7): 073102.
doi: 10.11883/bzycj-2025-0304
摘要:
为研究隧道、煤矿围岩在掘进过程中爆破引起的扰动作用，采用自主研发的带围压装置的分离式霍普金森压杆（split Hopkinson pressure bar，SHPB）试验系统，对红砂岩试件进行不同围压等级下的动态压缩试验，以探讨红砂岩在冲击荷载作用下的动态力学响应、破坏模式和能量耗散机制。试验结果表明：无围压状态下，应力-应变曲线呈现“两阶段”特征；而随着围压增加，应力-应变曲线由“两阶段”向“三阶段”变化。围压显著增强了红砂岩的动态抗压强度和峰值应变，二者均表现出显著的应变率效应和围压效应。破坏模式和能量耗散方面，无围压时，岩石试件在较高应变率作用下发生粉碎性破坏；而在围压条件下，试样的破坏程度显著减轻，最终表现为压剪破坏。在相同围压条件下，随着应变率的提高，反射能、反射率、透射能增大，透射率减小；相同应变率条件下，随着围压增大，岩石反射能、反射率减小，透射能、透射率增大；试件动态破坏时，耗散能受应变率与围压的协同调控，当围压恒定时，耗散能及耗散率随应变率增大而增大；当应变率恒定时，二者随围压增大而减小。
为研究隧道、煤矿围岩在掘进过程中爆破引起的扰动作用，采用自主研发的带围压装置的分离式霍普金森压杆（split Hopkinson pressure bar，SHPB）试验系统，对红砂岩试件进行不同围压等级下的动态压缩试验，以探讨红砂岩在冲击荷载作用下的动态力学响应、破坏模式和能量耗散机制。试验结果表明：无围压状态下，应力-应变曲线呈现“两阶段”特征；而随着围压增加，应力-应变曲线由“两阶段”向“三阶段”变化。围压显著增强了红砂岩的动态抗压强度和峰值应变，二者均表现出显著的应变率效应和围压效应。破坏模式和能量耗散方面，无围压时，岩石试件在较高应变率作用下发生粉碎性破坏；而在围压条件下，试样的破坏程度显著减轻，最终表现为压剪破坏。在相同围压条件下，随着应变率的提高，反射能、反射率、透射能增大，透射率减小；相同应变率条件下，随着围压增大，岩石反射能、反射率减小，透射能、透射率增大；试件动态破坏时，耗散能受应变率与围压的协同调控，当围压恒定时，耗散能及耗散率随应变率增大而增大；当应变率恒定时，二者随围压增大而减小。
2026, 46(7): 073301.
doi: 10.11883/bzycj-2026-0017
摘要:
提出了梯度陶瓷球金属复合结构，并基于12.7 mm穿甲燃烧弹的侵彻实验及其数值模拟，分析了多发弹体侵彻复合靶板过程中前后发弹体间的侵彻行为特征。采用Johnson-Cook和Johnson-Holmquist材料本构模型开展了系列有限元模拟，讨论了陶瓷球尺寸、前后发弹体着弹间距和陶瓷球梯度排列方向等因素对复合结构抗弹性能的影响。结果表明：增大陶瓷球直径可显著扩大损伤区域并增强结构的非均匀性，从而提高靶板对冲击位置的敏感性。在多发弹冲击条件下，前发弹体冲击造成的既有损伤会明显降低靶板的能量吸收能力，并改变后发弹体的侵彻行为，尤其在后发弹体着弹点位于损伤区域时更显著。在一定着弹间距下，由损伤不均匀性诱导的弹体偏转可在动能吸收相近的情况下有效减小背板的侵彻深度。与负梯度结构相比，正梯度陶瓷球复合装甲在相同面密度条件下可使首层陶瓷球的损伤面积减小14.8%~57.8%，有效限制初始损伤区的扩展，在多次打击下保持更高的结构完整性。可见，合理设计陶瓷球梯度分布能够有效改善复合装甲抗多次打击的防护性能。
提出了梯度陶瓷球金属复合结构，并基于12.7 mm穿甲燃烧弹的侵彻实验及其数值模拟，分析了多发弹体侵彻复合靶板过程中前后发弹体间的侵彻行为特征。采用Johnson-Cook和Johnson-Holmquist材料本构模型开展了系列有限元模拟，讨论了陶瓷球尺寸、前后发弹体着弹间距和陶瓷球梯度排列方向等因素对复合结构抗弹性能的影响。结果表明：增大陶瓷球直径可显著扩大损伤区域并增强结构的非均匀性，从而提高靶板对冲击位置的敏感性。在多发弹冲击条件下，前发弹体冲击造成的既有损伤会明显降低靶板的能量吸收能力，并改变后发弹体的侵彻行为，尤其在后发弹体着弹点位于损伤区域时更显著。在一定着弹间距下，由损伤不均匀性诱导的弹体偏转可在动能吸收相近的情况下有效减小背板的侵彻深度。与负梯度结构相比，正梯度陶瓷球复合装甲在相同面密度条件下可使首层陶瓷球的损伤面积减小14.8%~57.8%，有效限制初始损伤区的扩展，在多次打击下保持更高的结构完整性。可见，合理设计陶瓷球梯度分布能够有效改善复合装甲抗多次打击的防护性能。
2026, 46(7): 073302.
doi: 10.11883/bzycj-2025-0220
摘要:
针对老旧建筑单层钢化玻璃幕墙抗风致飞射物冲击的安全隐患，填补既有研究多聚焦夹层玻璃或爆炸荷载的空白，旨在量化风致飞射物冲击下单层钢化玻璃的破坏特征、碎片分布规律及参数耦合影响机制。通过系统设计混合正交冲击实验，综合考查冲击类型、冲击物质量、速度、角度、边界条件及玻璃厚度和正方形表面边长等7个关键因素对玻璃的破坏模式和碎片质量分布的影响。基于实验矩阵的极差分析与方差解析，量化揭示了各参数对玻璃破坏特征、冲击物速度衰减率及碎片质量分布特征的敏感性权重。依据量纲齐次原理与Π定理，构建了表征碎片质量分布规律的无量纲函数关系式框架。基于实验数据，通过正交距离回归迭代算法拟合确立半经验预测公式的参数取值，验证公式具有明确的物理意义与预测可靠性。结果表明：边界条件对玻璃破坏程度和碎片飞散起决定性作用（解释53.1%的大块碎片总质量变化、97.9%的破坏面积变化），明框支撑工况碎片质量最低（最优防飞散方案），隐框支撑冲击物动能衰减率最大但碎片量次之（最优抗冲击方案），点支撑工况下玻璃均完全破碎（高危工况）；冲击物的冲击角度、速度和玻璃表面边长对钢化玻璃的破坏响应也有显著影响。研究采用效应量分析(η2)方法量化各参数对破坏行为的敏感性权重，建立了钢化玻璃冲击破坏的参数影响层次体系。最终建立的预测公式能精准表征钢化玻璃破碎特征，为建筑围护系统抗风设计提供关键理论依据。
针对老旧建筑单层钢化玻璃幕墙抗风致飞射物冲击的安全隐患，填补既有研究多聚焦夹层玻璃或爆炸荷载的空白，旨在量化风致飞射物冲击下单层钢化玻璃的破坏特征、碎片分布规律及参数耦合影响机制。通过系统设计混合正交冲击实验，综合考查冲击类型、冲击物质量、速度、角度、边界条件及玻璃厚度和正方形表面边长等7个关键因素对玻璃的破坏模式和碎片质量分布的影响。基于实验矩阵的极差分析与方差解析，量化揭示了各参数对玻璃破坏特征、冲击物速度衰减率及碎片质量分布特征的敏感性权重。依据量纲齐次原理与Π定理，构建了表征碎片质量分布规律的无量纲函数关系式框架。基于实验数据，通过正交距离回归迭代算法拟合确立半经验预测公式的参数取值，验证公式具有明确的物理意义与预测可靠性。结果表明：边界条件对玻璃破坏程度和碎片飞散起决定性作用（解释53.1%的大块碎片总质量变化、97.9%的破坏面积变化），明框支撑工况碎片质量最低（最优防飞散方案），隐框支撑冲击物动能衰减率最大但碎片量次之（最优抗冲击方案），点支撑工况下玻璃均完全破碎（高危工况）；冲击物的冲击角度、速度和玻璃表面边长对钢化玻璃的破坏响应也有显著影响。研究采用效应量分析(η2)方法量化各参数对破坏行为的敏感性权重，建立了钢化玻璃冲击破坏的参数影响层次体系。最终建立的预测公式能精准表征钢化玻璃破碎特征，为建筑围护系统抗风设计提供关键理论依据。
2026, 46(7): 073303.
doi: 10.11883/bzycj-2025-0229
摘要:
针对地质灾害高风险区段埋地管道所面临的落石冲击威胁，为深入探究其动力响应特性，采用缩尺模型试验与数值模拟相结合的方法，系统研究了埋地管道的动力响应特性。建立的试验模型缩尺比例为1∶10，利用落锤冲击试验装置，结合LS-DYNA有限元分析，探讨了管道埋深、壁厚、冲击参数、管道参数和土体特性（土体弹性模量和管土摩擦因数）对埋地管道的影响。试验结果表明：同一冲击高度下，管道埋深和壁厚越大，应变峰值越小；落锤偏心冲击时，冲击点偏离管道中心后，对管道上下截面的影响减弱；冲击高度越高，管道中部应变峰值越大。数值模拟结果表明：管道最大应力和应变与管道直径、内压和冲击速度正相关，与冲击偏距、土体弹性模量和管道埋深负相关；管土摩擦因数增大对管道应力、应变的影响有限，超过0.3后影响甚微。基于Pearson相关性分析可知，冲击偏距、管道内压、管道直径、土体弹性模量和管土摩擦因数的影响程度依次降低，管道应变与管道内压、管径和管土摩擦因数呈正相关，与土体弹性模量和落石冲击偏距呈负相关；其中落石冲击偏距和管道内压对埋地管道力学响应的影响为中等偏强相关。
针对地质灾害高风险区段埋地管道所面临的落石冲击威胁，为深入探究其动力响应特性，采用缩尺模型试验与数值模拟相结合的方法，系统研究了埋地管道的动力响应特性。建立的试验模型缩尺比例为1∶10，利用落锤冲击试验装置，结合LS-DYNA有限元分析，探讨了管道埋深、壁厚、冲击参数、管道参数和土体特性（土体弹性模量和管土摩擦因数）对埋地管道的影响。试验结果表明：同一冲击高度下，管道埋深和壁厚越大，应变峰值越小；落锤偏心冲击时，冲击点偏离管道中心后，对管道上下截面的影响减弱；冲击高度越高，管道中部应变峰值越大。数值模拟结果表明：管道最大应力和应变与管道直径、内压和冲击速度正相关，与冲击偏距、土体弹性模量和管道埋深负相关；管土摩擦因数增大对管道应力、应变的影响有限，超过0.3后影响甚微。基于Pearson相关性分析可知，冲击偏距、管道内压、管道直径、土体弹性模量和管土摩擦因数的影响程度依次降低，管道应变与管道内压、管径和管土摩擦因数呈正相关，与土体弹性模量和落石冲击偏距呈负相关；其中落石冲击偏距和管道内压对埋地管道力学响应的影响为中等偏强相关。
2026, 46(7): 073901.
doi: 10.11883/bzycj-2025-0186
摘要:
针对圆端形钢管混凝土构件在桥梁墩柱、主塔等应用中可能面临船舶、车辆、漂浮物等撞击作用的问题，聚焦压弯和撞击耦合作用后圆端形钢管混凝土柱的剩余力学性能，开展了撞后剩余力学性能试验，获得了不同偏心率和轴压比影响下试件的破坏模式、荷载-跨中位移和荷载-纵向应变曲线。此外，基于ABAQUS软件建立了144个圆端形钢管混凝土柱侧向撞击和剩余承载力分析模型，重点分析了撞击速度、偏心率、轴压比、长宽比和含钢率对撞后残余挠度与剩余承载力的影响。最后，基于响应面分析法提出了多因素交互影响下该类试件的撞后残余变形和剩余承载力系数的预测公式。结果表明：圆端形钢管混凝土压弯柱在侧向撞击下以整体变形为主；偏心受压过程中荷载-柱中侧向位移曲线较平缓下降，说明试件延性良好；随着轴压比和偏心率的增大，试件剩余承载力降低。通过考虑多因素交互影响建立的响应面模型能较好地预测圆端形钢管混凝土柱撞后的残余变形和剩余承载力系数。
针对圆端形钢管混凝土构件在桥梁墩柱、主塔等应用中可能面临船舶、车辆、漂浮物等撞击作用的问题，聚焦压弯和撞击耦合作用后圆端形钢管混凝土柱的剩余力学性能，开展了撞后剩余力学性能试验，获得了不同偏心率和轴压比影响下试件的破坏模式、荷载-跨中位移和荷载-纵向应变曲线。此外，基于ABAQUS软件建立了144个圆端形钢管混凝土柱侧向撞击和剩余承载力分析模型，重点分析了撞击速度、偏心率、轴压比、长宽比和含钢率对撞后残余挠度与剩余承载力的影响。最后，基于响应面分析法提出了多因素交互影响下该类试件的撞后残余变形和剩余承载力系数的预测公式。结果表明：圆端形钢管混凝土压弯柱在侧向撞击下以整体变形为主；偏心受压过程中荷载-柱中侧向位移曲线较平缓下降，说明试件延性良好；随着轴压比和偏心率的增大，试件剩余承载力降低。通过考虑多因素交互影响建立的响应面模型能较好地预测圆端形钢管混凝土柱撞后的残余变形和剩余承载力系数。
2026, 46(7): 074201.
doi: 10.11883/bzycj-2025-0023
摘要:
针对细长薄壁弹冲击下的高强钢-混凝土复合结构厚度极限计算问题，开展了细长薄壁弹冲击复合靶试验，基于试验结果分析了复合结构防护机理和弹体结构的破坏模式；在原有厚度极限计算模型的基础上，考虑了弹体结构强度这一关键因素，提出了新的厚度极限计算模型，并对相关参数经验性进行了讨论。研究结果表明：高强钢-混凝土复合结构的防护机理在于高强钢提供材料强度，混凝土背板提供支撑刚度，二者优势互补；由于细长薄壁弹体在冲击过程中易发生压缩胀裂破坏，计算模型必须考虑弹体结构强度对冲击效应的影响；复合结构的设计需同时兼顾高强钢力学性能和复合结构厚度极限2个方面。此外，本文计算模型存在参数具有经验性、计算结果偏保守等不足，后续研究还需对该模型加以修正。
针对细长薄壁弹冲击下的高强钢-混凝土复合结构厚度极限计算问题，开展了细长薄壁弹冲击复合靶试验，基于试验结果分析了复合结构防护机理和弹体结构的破坏模式；在原有厚度极限计算模型的基础上，考虑了弹体结构强度这一关键因素，提出了新的厚度极限计算模型，并对相关参数经验性进行了讨论。研究结果表明：高强钢-混凝土复合结构的防护机理在于高强钢提供材料强度，混凝土背板提供支撑刚度，二者优势互补；由于细长薄壁弹体在冲击过程中易发生压缩胀裂破坏，计算模型必须考虑弹体结构强度对冲击效应的影响；复合结构的设计需同时兼顾高强钢力学性能和复合结构厚度极限2个方面。此外，本文计算模型存在参数具有经验性、计算结果偏保守等不足，后续研究还需对该模型加以修正。
2026, 46(7): 074202.
doi: 10.11883/bzycj-2025-0039
摘要:
基于激光驱动方式建立了一种面向金属粉末的冲击压缩特性研究技术。通过靶型优化设计和实验验证，在实现冲击波加载特性调控的同时，解决了粉末材料无固定几何形状对测量带来的技术困难；在靶结构中采用局部镀膜的方法，解决了粘胶对石英标准材料厚度测量的影响，保证了数据的真实性。利用三维X射线计算机断层成像技术表征实验用靶的装配质量，通过靶物理设计和改进装配方法获得了满足激光驱动金属粉末压缩特性研究的微型靶，实现了不同初始密度的研制。实验数据一致性较好，与独立计算的WEOS模拟结果吻合度高且能有效地区分不同初始密度下的数据趋势。该实验技术可拓展到其他粉末颗粒的冲击压缩特性研究中。
基于激光驱动方式建立了一种面向金属粉末的冲击压缩特性研究技术。通过靶型优化设计和实验验证，在实现冲击波加载特性调控的同时，解决了粉末材料无固定几何形状对测量带来的技术困难；在靶结构中采用局部镀膜的方法，解决了粘胶对石英标准材料厚度测量的影响，保证了数据的真实性。利用三维X射线计算机断层成像技术表征实验用靶的装配质量，通过靶物理设计和改进装配方法获得了满足激光驱动金属粉末压缩特性研究的微型靶，实现了不同初始密度的研制。实验数据一致性较好，与独立计算的WEOS模拟结果吻合度高且能有效地区分不同初始密度下的数据趋势。该实验技术可拓展到其他粉末颗粒的冲击压缩特性研究中。
