• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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蜂窝钢管混凝土抗侵彻性能实验研究

赵宏远 武海军 董恒 吕映庆 黄风雷

赵宏远, 武海军, 董恒, 吕映庆, 黄风雷. 蜂窝钢管混凝土抗侵彻性能实验研究[J]. 爆炸与冲击, 2023, 43(5): 053101. doi: 10.11883/bzycj-2022-0050
引用本文: 赵宏远, 武海军, 董恒, 吕映庆, 黄风雷. 蜂窝钢管混凝土抗侵彻性能实验研究[J]. 爆炸与冲击, 2023, 43(5): 053101. doi: 10.11883/bzycj-2022-0050
ZHAO Hongyuan, WU Haijun, DONG Heng, LYU Yingqing, HUANG Fenglei. An experimental study of anti-penetration performance of concrete-filled steel tube with honeycomb structure[J]. Explosion And Shock Waves, 2023, 43(5): 053101. doi: 10.11883/bzycj-2022-0050
Citation: ZHAO Hongyuan, WU Haijun, DONG Heng, LYU Yingqing, HUANG Fenglei. An experimental study of anti-penetration performance of concrete-filled steel tube with honeycomb structure[J]. Explosion And Shock Waves, 2023, 43(5): 053101. doi: 10.11883/bzycj-2022-0050

蜂窝钢管混凝土抗侵彻性能实验研究

doi: 10.11883/bzycj-2022-0050
基金项目: 国家自然科学基金(11390362)
详细信息
    作者简介:

    赵宏远(1997- ),男,硕士,751385573@qq.com

    通讯作者:

    武海军(1975- ),男,博士,教授,wuhj@bit.edu.cn

  • 中图分类号: O347.3

An experimental study of anti-penetration performance of concrete-filled steel tube with honeycomb structure

  • 摘要: 为了研究蜂窝钢管混凝土的抗侵彻性能,采用125 mm口径滑膛炮开展了蜂窝钢管混凝土靶侵彻实验共6发,获得了不同工况时靶板破坏形态及侵深数据,分析了蜂窝钢管混凝土的典型破坏形式,对比了不同弹靶尺寸因数时靶板破坏形式的区别以及着靶点和钢管壁厚对蜂窝钢管混凝土抗侵彻能力的影响。同时,对7组不同壁厚的六边形钢管混凝土和3组六边形无钢管混凝土柱进行了单轴压缩实验,研究了不同壁厚时六边形钢管对核心混凝土强度及延性的增强效应,拟合了核心混凝土强度增强因数同围箍因数的关系,并改进普通混凝土侵深的经验公式,得到了适用于蜂窝钢管混凝土的最大侵深计算公式。结果表明:钢管壁厚是影响侵深的重要因素,壁厚越大,侵深越小;着靶点位置对侵深的影响较复杂,具有离散性;着靶点位置对靶体表面破坏形式影响较大;钢管可以有效增加核心混凝土的强度和延性;改进后的侵深计算公式可以预测弹体对蜂窝钢管混凝土靶的最大侵深。
  • 图  1  蜂窝钢管混凝土[5]

    Figure  1.  CFST with honeycomb structure[5]

    图  2  弹体照片

    Figure  2.  A photo of the projectile

    图  3  靶体的结构和照片

    Figure  3.  The structure and photo of the target

    图  4  实验后的弹体

    Figure  4.  The projectile after experiment

    图  5  靶体的破坏形态

    Figure  5.  Damage of targets

    图  6  交点着靶时弹体偏转痕迹和钢管剪切破坏

    Figure  6.  Deflection marks of projectile and shear failures of steel tube wall under intersecting point impact

    图  7  有无钢管混凝土靶的表面裂纹

    Figure  7.  Surface cracks of targets with or without steel tube

    图  8  实验及按初速换算后的侵彻深度

    Figure  8.  Experimental and converted penetration depths based on initial velocity

    图  9  U=16时靶板破坏[11]

    Figure  9.  Failure of targets when U=16[11]

    图  10  U=1.6时靶板破坏

    Figure  10.  Failure of targets when U=1.6

    图  11  实验试件的结构

    Figure  11.  Structures of experiment specimens

    图  12  试件的承载力曲线

    Figure  12.  Bearing capacity curves of specimens

    图  13  试件的破坏形态

    Figure  13.  Damage of specimens

    图  14  钢管壁的受力分析

    Figure  14.  Stress analysis f steel tube wall

    图  15  核心混凝土强度增强因数与围箍因数的关系

    Figure  15.  The relationship between the strength enhancement factor of core concrete and the hoop factor

    表  1  侵彻实验结果

    Table  1.   Results of the penetration experiments

    靶体钢管壁厚/mm着靶点初速/(m·s−1弹重/kg侵深/mm开坑尺寸/mm2
    F-15中心35220.60478320×410
    F-25交点27420.62290300×420
    F-35交点27122.40294290×370
    E-18中心27420.57280290×300
    E-28交点30720.61324290×290
    E-38中心31722.42357350×400
    S-127122.413101150×1170
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    表  2  按初速换算后的侵彻深度

    Table  2.   Penetration depths converted by initial velocity

    靶体钢管壁厚/mm着靶点初速/(m·s−1换算初速/(m·s−1侵深/mm换算侵深/mm
    F-15中心352274478370
    E-18中心274307280313
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    表  3  核心混凝土的强度增强因数

    Table  3.   Strength enhancement coefficients of core concretes

    试件钢管b/mmt/mmδP/MN${\sigma _{\text{r}}}$/MPafc*/MPak
    100.964057.91
    201.035062.01
    300.904054.11
    48050.522.36113.8104.91.81
    58050.522.36613.9105.21.82
    68050.522.35413.6104.21.79
    78080.833.03417.3116.72.01
    88080.832.96215.5110.61.91
    98080.833.00016.5114.01.96
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    表  4  实验和计算的侵彻深度

    Table  4.   Experimental and computational penetration depths

    靶体钢管壁厚/mm着靶点初速/(m·s−1实验侵深/mm计算侵深/mm误差/%
    F-15中心35247840016.31
    E-18中心2742802903.57
    E-38中心3173573641.96
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-02-11
  • 修回日期:  2022-05-18
  • 网络出版日期:  2022-05-25
  • 刊出日期:  2023-05-05

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