1 引言

       和平與發(fā)展已經(jīng)成為時(shí)代的主題，但是仍然存在威脅人民生命財(cái)產(chǎn)安全的恐怖襲擊以及意外爆炸事件。對(duì)于建筑物及建筑構(gòu)件的爆炸響應(yīng)以及防護(hù)手段已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究，但是對(duì)于圍護(hù)結(jié)構(gòu)在爆炸荷載下的響應(yīng)及防護(hù)研究很少。在爆炸荷載作用下，圍護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較低，尤其窗戶往往會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的破壞，且在爆炸荷載下窗戶玻璃的破碎會(huì)對(duì)內(nèi)部人員造成極大的二次傷害。如何減輕爆炸荷載作用下窗戶玻璃破碎對(duì)內(nèi)部人員的傷害值得我們進(jìn)一步研究。為探究爆炸荷載作用下窗戶的破壞響應(yīng)及減輕其破壞對(duì)內(nèi)部人員的傷害，本文使用ANSYS/LS-DYNA建立數(shù)值模型，通過數(shù)值分析觀察其破壞形態(tài)及碎片的飛散，通過在窗戶后添加鋼板阻斷玻璃的飛散路徑，可以對(duì)內(nèi)部人員起到保護(hù)的作用。

2 有限元模型

       本文選用的窗戶尺寸為1200mm×1200mm，為4塊玻璃帶分隔窗戶，數(shù)值模型如圖1所示。

圖1

窗戶數(shù)值模型

其中藍(lán)色為鋁合金窗框，紅色為玻璃，綠色為遮擋鋼板，具體各個(gè)材料的參數(shù)如圖2所示。

圖2

材料參數(shù)

窗框與后鋼遮板均為固定邊界，且通過LOAD_BLAST關(guān)鍵字施加爆炸荷載，使用ADD_EROSION關(guān)鍵字模擬玻璃的碎片效果。

3 模擬結(jié)果

窗戶在爆炸荷載作用下的破壞情況如圖3所示

圖3

窗戶破壞情況

從破壞結(jié)果可以看出，玻璃在爆炸荷載作用下破壞較為嚴(yán)重，且碎片向爆炸傳播方向飛散，但是由于在窗戶背部設(shè)置了鋼遮板，從而使玻璃在接觸鋼板后向相反方向飛散，從而減少了對(duì)內(nèi)部人員的傷害。同時(shí)，沖擊波在遇到鋼板后也發(fā)生了反射，使沖擊波對(duì)于內(nèi)部空間的破壞也極大的減小，因?yàn)榇朔椒ㄊ且环N有效的可以減輕爆炸對(duì)于圍護(hù)結(jié)構(gòu)破壞的手段。