引 言

在現代戰爭或恐怖襲擊中，導彈能夠瞬間對建筑物和人員造成巨大的破壞和傷害。理解和預測動爆戰斗部對建筑結構的毀傷效果，對于提高軍事設施的防御能力，保護人員的生命安全，具有重要的理論和實際意義。在此借助強大的工程模擬軟件—Abaqus，采用了CEL（Coupled Eulerian-Lagrangian）方法，對相關案例進行了深入的數值模擬研究。

CEL方法描述

CEL 即耦合的歐拉-拉格朗日方法。這種方法結合了歐拉方法和拉格朗日方法的優點，既可以處理大變形問題，又可以精確模擬物質的流動和混合。在爆炸、沖擊等極端條件下，CEL 方法能夠有效地模擬物質的動態響應和毀傷過程。

戰斗部動爆是指戰斗部在高速運動狀態下發生的爆炸現象。這種爆炸產生的沖擊波具有瞬間、高壓、高速等特點，能夠對周圍環境中的建筑物和人員造成嚴重的破壞和傷害。通過 CEL 方法的數值模擬，可以清晰地看到建筑物在沖擊波作用下的變形、破裂和崩塌過程。

建立模型

建立典型建筑物目標及彈藥幾何模型，樓房為全模型，高度約為14.6 m，示意如圖 1 所示。彈體簡化為殼體和炸藥(紅色填充物)兩部分，如圖 2 所示。導彈末端速度設置為100m/s。為方便查看，隱去了空氣域模型。由于爆炸點距離地面較遠，因此將地面看作剛體以簡化計算流程，設定戰斗部與建筑物墻體碰撞后引爆。

圖1 建筑物幾何模型

圖2 彈體幾何模型

混凝土損傷塑性模型

炸藥采用JWL狀態方程描述，戰斗部殼體參數參考了常見戰斗部材料公開數據，混凝土采用常見的混凝土損傷塑性模型(CDP)，強度選擇C30標準。CDP模型是通過將各向同性下損傷彈性與拉伸和壓縮塑性相結合的方式來對混凝土的非彈性行為進行描述的，同時考慮了由于拉、壓塑性應變導致的彈性剛度的退化，可用于模擬混凝土在任意荷載作用下的受力及破壞情況。

(a)導彈飛行過程

(b)導彈撞擊瞬間引爆

（c）起爆0.004s

（d）起爆0.015s

（e）起爆0.03s(視角1)

（f）起爆0.03s(視角2)

圖3 不同時刻建筑物毀傷狀態

（a）導彈飛行過程

（b）起爆0.0005s

（c）起爆0.0025s

圖4 不同時刻殼體破片分布展示

導彈打擊毀傷典型建筑過程

(a)視角1

(b)視角2

圖5 導彈打擊毀傷典型建筑過程

圖3為不同時刻的建筑物毀傷程度展示，圖4為不同時刻彈體爆炸狀態展示。通過本研究成功地利用CEL方法模擬了戰斗部動爆下沖擊波對建筑目標的毀傷效果，全過程可參考圖5。這不僅驗證了CEL方法在處理這類問題上的有效性，也為進一步的研究提供了重要的參考，我們期待未來在該領域的仿真研究能夠取得更好的效果。

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