聚脲在艦船結(jié)構(gòu)抗爆防護(hù)中的應(yīng)用研究進(jìn)展

趙延杰，劉建湖，汪 俊，王海坤

（中國(guó)船舶科學(xué)研究中心海洋防務(wù)技術(shù)創(chuàng)新中心，江蘇 無(wú)錫 214082）

0 引 言

聚脲是一種由兩種組分經(jīng)化學(xué)反應(yīng)形成的高彈性聚合物，采用噴涂技術(shù)制作時(shí)可在任意曲面、斜面及垂直面上噴涂成型，不產(chǎn)生流掛現(xiàn)象，幾分鐘內(nèi)即可達(dá)到步行強(qiáng)度[1]。目前國(guó)外在聚脲配方的研制方面已獲得了十分顯著的成果，形成了多種用于特種用途的聚脲產(chǎn)品，尤其是在抗爆抗沖擊應(yīng)用領(lǐng)域，已經(jīng)形成了專(zhuān)門(mén)的聚脲涂層護(hù)甲，用于裝甲車(chē)、重要建筑物等的防護(hù)。在國(guó)內(nèi)，對(duì)于聚脲的研究主要集中在提高其耐磨、防滑、防水、防腐性能等領(lǐng)域，市場(chǎng)上專(zhuān)門(mén)用于抗爆的聚脲產(chǎn)品極為少見(jiàn)。

隨著我國(guó)海軍新型艦艇的研制，艦船抗爆的需求越來(lái)越迫切，如果能從新材料的應(yīng)用方面取得艦船抗爆效果的提升，將會(huì)實(shí)現(xiàn)革命性的突破。艦船作為海上軍事力量，其面臨的主要威脅有魚(yú)雷、水雷、反艦導(dǎo)彈等。魚(yú)雷和水雷的爆炸產(chǎn)生水下爆炸載荷，通過(guò)強(qiáng)流固耦合作用將載荷傳遞到船體結(jié)構(gòu)上；而反艦導(dǎo)彈通過(guò)對(duì)艦船的水上舷側(cè)部分和上層建筑穿甲之后，在船體內(nèi)部爆炸產(chǎn)生空氣中的沖擊波載荷和破片載荷。不同類(lèi)型武器的攻擊產(chǎn)生完全不同的載荷，因而針對(duì)不同類(lèi)型武器攻擊時(shí)采取的防護(hù)措施其作用機(jī)理也不盡相同。本文中所涉及到的研究都屬于第一類(lèi)，即艦船結(jié)構(gòu)承受水下爆炸載荷時(shí)的防護(hù)問(wèn)題。

自本世紀(jì)初以來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)展了不少關(guān)于聚脲在水下爆炸防護(hù)中的應(yīng)用研究，包括材料力學(xué)性能試驗(yàn)、理論分析方法、數(shù)值仿真研究、試驗(yàn)研究等。然而直到目前為止，在水下爆炸載荷下聚脲究竟能否起到結(jié)構(gòu)防護(hù)作用、如何合理配置聚脲與結(jié)構(gòu)材料的匹配性以及應(yīng)用聚脲之后結(jié)構(gòu)防護(hù)能力能夠提高多少這三個(gè)方面學(xué)術(shù)界還沒(méi)有形成一致的意見(jiàn)。聚脲作為抗爆涂層在實(shí)船上的應(yīng)用更是聞所未聞。在作者看來(lái)，形成這一局面的原因主要包括兩點(diǎn)：（1）學(xué)者們?cè)谶M(jìn)行理論分析時(shí)采用的聚脲材料模型過(guò)于簡(jiǎn)化，進(jìn)行數(shù)值仿真時(shí)代入的材料模型又不能準(zhǔn)確地描述其復(fù)雜受力狀態(tài)和斷裂失效，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果離散度很大；（2）為檢測(cè)聚脲的抗爆性能，水下爆炸試驗(yàn)是最直觀的手段，然而學(xué)者們?cè)囼?yàn)時(shí)采用的聚脲配方和規(guī)格都不盡相同，自然在力學(xué)性能上也存在千差萬(wàn)別，因此通過(guò)試驗(yàn)得出的結(jié)論也不完全一致，有的甚至相悖。

本文從聚脲的動(dòng)態(tài)力學(xué)行為入手，對(duì)近20年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者將聚脲應(yīng)用于水下爆炸防護(hù)上的工作進(jìn)行梳理，可以有助于對(duì)聚脲抗爆的研究現(xiàn)狀有更清晰的認(rèn)識(shí)和理解。同時(shí)，作者也對(duì)后續(xù)研究的方面和趨勢(shì)提出了自己的觀點(diǎn)，希望本文能為從事相關(guān)研究工作的科研人員提供有益的參考。

1 聚脲的動(dòng)態(tài)力學(xué)行為

由于水下爆炸是一個(gè)在極短時(shí)間內(nèi)釋放大量化學(xué)能量的過(guò)程，在這樣的瞬態(tài)沖擊載荷作用下結(jié)構(gòu)響應(yīng)應(yīng)變速率都很高，要研究聚脲在水下爆炸防護(hù)中的應(yīng)用，必須研究其動(dòng)態(tài)力學(xué)行為。本章從試驗(yàn)研究和本構(gòu)模型研究?jī)蓚€(gè)方面介紹聚脲動(dòng)態(tài)力學(xué)行為的研究進(jìn)展。

1.1 試驗(yàn)研究

為探究聚脲的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能，許多學(xué)者和機(jī)構(gòu)開(kāi)展了試驗(yàn)研究。試驗(yàn)裝置包括但不限于落錘沖擊試驗(yàn)機(jī)、霍普金森拉桿（SHTB）、霍普金森壓桿（SHPB）、液壓高速試驗(yàn)機(jī)、圍壓加載試驗(yàn)機(jī)等，但目前還沒(méi)有統(tǒng)一的規(guī)范進(jìn)行彈性體的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能試驗(yàn)。無(wú)論試驗(yàn)對(duì)象差異如何，各類(lèi)試驗(yàn)均證實(shí)了聚脲具有明顯的應(yīng)變率效應(yīng)。試驗(yàn)結(jié)果多用來(lái)驗(yàn)證相關(guān)本構(gòu)模型的精度，但對(duì)其動(dòng)態(tài)斷裂特性的研究還不多見(jiàn)。下面從常規(guī)力學(xué)性能試驗(yàn)、試驗(yàn)裝置改進(jìn)、不同試驗(yàn)方法等幾個(gè)角度概述聚脲動(dòng)態(tài)力學(xué)行為的試驗(yàn)研究現(xiàn)狀。

甘云丹[2]利用伺服材料實(shí)驗(yàn)機(jī)MTS 和SHPB 對(duì)彈性體（聚脲）材料的準(zhǔn)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)力學(xué)性能進(jìn)行了測(cè)試，得到了聚脲材料在準(zhǔn)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)下的力學(xué)性能。試驗(yàn)結(jié)果表明聚脲具有明顯的應(yīng)變率效應(yīng)，如圖1所示。

圖1 聚脲在準(zhǔn)靜態(tài)與動(dòng)態(tài)壓縮條件下的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系[2]Fig.1 Stress-strain relationship of polyurea under quasi-static and dynamic compression[2]

Shim 等[3]對(duì)聚脲開(kāi)展了不同應(yīng)變率下連續(xù)加載和卸載壓縮試驗(yàn)，還開(kāi)展了單軸壓縮下多加載步應(yīng)變歷史試驗(yàn)。研究結(jié)果表明，Zener 型粘彈性本構(gòu)模型不適用于描述聚脲的應(yīng)變率相關(guān)力學(xué)行為?；诎? 個(gè)麥斯威爾單元的流變模型，作者提出了一個(gè)新的能夠描述聚脲應(yīng)變率相關(guān)特性的本構(gòu)模型，共包含8 個(gè)特征參數(shù)。經(jīng)過(guò)與試驗(yàn)結(jié)果的比對(duì)，該本構(gòu)模型能夠較好地預(yù)測(cè)不同應(yīng)變率下聚脲連續(xù)加載和卸載的力學(xué)行為。

Shim 等[4]采用錘擊法研究了不同下落速度、不同錘頭尺寸下聚脲涂覆鋼板的動(dòng)力響應(yīng)。將試驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果比對(duì)驗(yàn)證了作者提出的聚脲應(yīng)變率相關(guān)本構(gòu)模型[5]的準(zhǔn)確性。

Roland等[5]采用落錘式?jīng)_擊試驗(yàn)裝置研究了聚脲在中應(yīng)變率（0.06～573 s-1）下的動(dòng)態(tài)拉伸力學(xué)行為，填補(bǔ)了傳統(tǒng)材料試驗(yàn)機(jī)和霍普金森桿試驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)中應(yīng)變率試驗(yàn)的缺失。作者還對(duì)傳統(tǒng)落錘試驗(yàn)裝置進(jìn)行了改進(jìn)，使得落錘試驗(yàn)中應(yīng)變率能夠更加恒定且試件上的應(yīng)變分布能夠更加均勻，試驗(yàn)機(jī)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖2。

圖2 改進(jìn)的落錘沖擊試驗(yàn)機(jī)[5]Fig.2 Improved drop hammer impact test machine[5]

Shim 等[6]采用尼龍材料作為SHPB 的入射桿和出射桿的材料，采用應(yīng)力波反褶積方法改進(jìn)了傳統(tǒng)的SHPB技術(shù)，并采用新的SHPB 技術(shù)對(duì)聚脲在低、中、高不同應(yīng)變率下的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系進(jìn)行了測(cè)試；將低速和高速試驗(yàn)結(jié)果與傳統(tǒng)測(cè)試手段的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了改進(jìn)技術(shù)的有效性；還發(fā)現(xiàn)中速試驗(yàn)時(shí)應(yīng)變率難以保持恒定，需要特別長(zhǎng)（＞20 m）或特別短（＜0.5 m）的入射桿以保持應(yīng)變率的恒定狀態(tài)。

中國(guó)船舶科學(xué)研究中心的趙延杰等[7]購(gòu)置了國(guó)外某抗爆專(zhuān)用聚脲涂層作為研究對(duì)象，并對(duì)其進(jìn)行了SHTB 試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明其動(dòng)態(tài)極限強(qiáng)度較其靜態(tài)極限強(qiáng)度提高約33%，表現(xiàn)出明顯的應(yīng)變率效應(yīng)，但延伸率較標(biāo)稱(chēng)值有大幅降低，如圖3 所示。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是試驗(yàn)試件采用刀具切割，試件邊緣存在初始缺陷。

圖3 初始缺陷造成延伸率大幅降低[7]Fig.3 Significant reduction of elongation caused by initial imperfection[7]

Raman 等[8]采用Instron 高速試驗(yàn)機(jī)研究了聚脲在應(yīng)變率0.006～388 s-1范圍內(nèi)的動(dòng)態(tài)拉伸力學(xué)行為。試驗(yàn)結(jié)果表明，高應(yīng)變率下聚脲的應(yīng)力-應(yīng)變行為是非線(xiàn)性的且體現(xiàn)出了明顯的應(yīng)變率效應(yīng)；其彈性模量將隨著應(yīng)變率的增加而增加，但材料屈服后的硬化模量則不受應(yīng)變率的影響。針對(duì)聚脲彈性模量隨應(yīng)變率提升的現(xiàn)象，作者提出了動(dòng)態(tài)放大系數(shù)（dynamic increase factor）的概念。

代利輝等[9]進(jìn)行了聚脲的SHTB 試驗(yàn)并對(duì)得到的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)進(jìn)行了本構(gòu)模型擬合研究。他得到與Raman[8]類(lèi)似的結(jié)論，即聚脲彈性變形階段的彈性模量受應(yīng)變率影響較大；且應(yīng)變率越高，聚脲的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系表現(xiàn)出越強(qiáng)的非線(xiàn)性：初始的線(xiàn)彈性階段，非線(xiàn)性過(guò)渡屈服階段和硬化失效階段。

Youssef 等[10]采用激光引起應(yīng)力波的方式對(duì)涂在鋼板表面的厚聚脲層中的應(yīng)力波進(jìn)行記錄，短時(shí)間內(nèi)激光包含的大量能量使得聚脲內(nèi)部產(chǎn)生層裂破壞，通過(guò)對(duì)應(yīng)力波數(shù)據(jù)的處理可以得到超高應(yīng)變率下聚脲的極限拉伸強(qiáng)度。采用這種試驗(yàn)手段應(yīng)變率最高可達(dá)1.67×107s-1。

Liu 等[11]開(kāi)展了純聚脲和SiC/聚脲復(fù)合材料的壓縮特性試驗(yàn)，應(yīng)變率范圍為0.001～8000 s-1。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)聚脲的流動(dòng)應(yīng)力、壓縮強(qiáng)度、應(yīng)變率敏感性、應(yīng)變能等均與應(yīng)變率正相關(guān)，且在聚脲配方中摻入少許的SiC就可以顯著地提高其力學(xué)性能。此外，他們還對(duì)斷裂試件的表面和內(nèi)部微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了掃描電鏡分析和X射線(xiàn)層析，從微觀組織的形貌上分析了聚脲的斷裂機(jī)理。

閻龍等[12]對(duì)聚脲在不同溫度、不同應(yīng)變率、圍壓受力狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)壓縮力學(xué)性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究。結(jié)果表明，聚脲材料在圍壓下的力學(xué)性能具有明顯的溫度敏感性和應(yīng)變率敏感性，隨著溫度的降低或者應(yīng)變率的增大，材料的彈性模量和應(yīng)力水平均明顯增大。同時(shí)，軟段含量較高的聚脲材料強(qiáng)度更低，其力學(xué)行為對(duì)溫度和應(yīng)變的變化更敏感。

Mforsoh 等[13]考察了鹽水、紫外線(xiàn)照射、溫度等海洋環(huán)境條件對(duì)聚脲力學(xué)特性的影響，試驗(yàn)結(jié)果如圖4 所示。研究表明，聚脲在85℃條件下于鹽水中浸泡84 天后，彈性模量下降了73%，在紫外線(xiàn)照射20天后彈性模量最大可提高64%。在動(dòng)態(tài)壓縮條件下，在鹽水中浸泡了84天的聚脲試件應(yīng)變能下降了48%，而經(jīng)過(guò)紫外線(xiàn)照射的聚脲試件應(yīng)變能提高了45%。這些成果可為聚脲上艦應(yīng)用的適用性評(píng)估提供很好的參考。

圖4 浸泡鹽水（S）和紫外線(xiàn)照射（UV）后的聚脲應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系[13]Fig.4 Stress-strain relationship of polyurea after saline immersion and ultraviolet radiation[13]

1.2 本構(gòu)模型研究

在與超彈性材料相關(guān)的文獻(xiàn)中，有許多不同類(lèi)型的理論模型用于描述其力學(xué)性能，一般來(lái)說(shuō)可以分為兩大類(lèi)：一種是基于統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)的動(dòng)力學(xué)理論；另一種是不考慮彈性體的微觀結(jié)構(gòu)和分子本質(zhì)，認(rèn)為彈性體是連續(xù)介質(zhì)的唯象學(xué)方法[14]。通過(guò)統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)建立的超彈性材料力學(xué)模型一般包含較多的基于微觀結(jié)構(gòu)的待定參數(shù)，多屬于理論研究，不適用于工程應(yīng)用；而基于唯象學(xué)方法建立起來(lái)的本構(gòu)模型可以用擬合出來(lái)的材料參數(shù)去解釋其他各種應(yīng)力狀態(tài)下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，針對(duì)各種載荷能給出穩(wěn)定的結(jié)果，從而描述較大的變形范圍，適于工程應(yīng)用，例如Neo-Hookean 模型[15]、Mooney-Rivlin 模型[16-18]、Yeoh 模型[19]、Arruda-Boyce 模型[20]和Ogden 模型[21-24]等，在這些模型中，材料應(yīng)變能密度均被表示為應(yīng)變張量的函數(shù)。然而唯象法終究沒(méi)有理論基礎(chǔ)，缺少對(duì)材料本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。

Amirkhizi 等[25]在分離式Hopkinson 桿實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了聚脲高應(yīng)變率行為本構(gòu)，建立了適用于聚脲材料在不同應(yīng)變率下的粘彈性本構(gòu)模型。該模型綜合了基于時(shí)-溫變換思想的溫度效應(yīng)和壓力敏感性。

Li和Lua[26]將Amirkhizi模型推廣到包括非線(xiàn)性粘性效應(yīng)，發(fā)展了一種聚脲材料多網(wǎng)絡(luò)模型。該模型可以描述應(yīng)變遲滯現(xiàn)象，并考慮了應(yīng)變率對(duì)材料的影響，同時(shí)材料變形和失效過(guò)程中的塑性變形、微慣性效應(yīng)和溫度依賴(lài)性也可以利用該模型表征。

Mohotti 等[27]基于Raman[8]的聚脲動(dòng)態(tài)拉伸試驗(yàn)結(jié)果，提出了一種9 參數(shù)的考慮應(yīng)變率效應(yīng)的基于Mooney-Rivlin 模型的本構(gòu)模型（RDMR）。應(yīng)變率項(xiàng)十分簡(jiǎn)單易懂，且該本構(gòu)模型與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好，如圖5 所示。這一本構(gòu)模型的好處是可以經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的二次開(kāi)發(fā)嵌入LS-DYNA、ANSYS 等商用軟件中，可模擬含聚脲的結(jié)構(gòu)沖擊動(dòng)響應(yīng)問(wèn)題。趙延杰[28]和Wang[29]等分別將這一本構(gòu)模型成功地應(yīng)用到了各自的試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合中，說(shuō)明該本構(gòu)模型對(duì)于超彈性材料有一定的普適性。

圖5 聚脲動(dòng)態(tài)拉伸試驗(yàn)結(jié)果與本構(gòu)模型的擬合[27]Fig.5 Fitting of polyurea constitutive model parameters and relative dynamic tensile test results[27]

Gamonpilas等[30]提出了一個(gè)聚脲的粘彈性本構(gòu)模型，在這個(gè)本構(gòu)模型中聚脲的力學(xué)行為基于相互獨(dú)立的應(yīng)變和時(shí)間參量，應(yīng)變項(xiàng)函數(shù)由9 參數(shù)的Mooney-Rivlin 模型表征而時(shí)間項(xiàng)函數(shù)由普里尼級(jí)數(shù)表征。這一粘彈性本構(gòu)模型與不同應(yīng)變率下的聚脲拉伸及壓縮試驗(yàn)結(jié)果都吻合較好。

代利輝等[9]基于聚脲的動(dòng)態(tài)力學(xué)特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用不同的本構(gòu)模型進(jìn)行擬合，發(fā)現(xiàn)當(dāng)應(yīng)變小于0.25 時(shí)，超彈性模型擬合效果更好，這表明聚脲在此階段表現(xiàn)出超彈性行為；而當(dāng)應(yīng)變從0.3～0.45 時(shí)，粘彈性模型對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的描述更為準(zhǔn)確，這意味著材料在該應(yīng)變范圍內(nèi)表現(xiàn)出粘彈性行為；然而當(dāng)應(yīng)變達(dá)到0.45 以上時(shí)，材料開(kāi)始斷裂，粘彈性模型也不再適用于預(yù)測(cè)其應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。隨著試驗(yàn)應(yīng)變率的提高，聚脲的類(lèi)橡膠性能（亦即超彈性）越來(lái)越不明顯，而粘彈性模型適用程度越來(lái)越高。

2 聚脲在結(jié)構(gòu)爆炸防護(hù)中的應(yīng)用

聚脲作為抗沖擊增強(qiáng)覆蓋層最初是由美國(guó)空軍實(shí)驗(yàn)室（Air Force Lab）提出，隨后在1999 年美國(guó)與以色列相關(guān)部門(mén)合作開(kāi)始其實(shí)驗(yàn)研究，研究結(jié)果表明，對(duì)于臨時(shí)性建筑及混凝土墻體，通過(guò)在內(nèi)部或內(nèi)外噴涂聚脲，其抗爆能力有了非常明顯的提高。2000年美國(guó)海軍很快從空軍的研究中得到啟發(fā)，他們通過(guò)研究將彈性體涂覆在鋼板上的效果試圖提高鋼板的抗沖擊性能。澳大利亞海軍相關(guān)部門(mén)研究認(rèn)為在船體外噴涂高彈體層具有減緩爆炸沖擊的作用，并指出該技術(shù)尤其有利于改善現(xiàn)有艦艇的爆炸防護(hù)能力。

本章從理論研究、數(shù)值仿真研究和試驗(yàn)研究三個(gè)方面分別介紹聚脲在艦船爆炸防護(hù)中的研究進(jìn)展。

2.1 理論研究

聚脲的耗能研究主要集中于微觀層面。由于聚脲本身是由兩種組分混合而成，其不同微觀結(jié)構(gòu)的損傷耗能機(jī)理得到了不少學(xué)者的關(guān)注。在宏觀層面，聚脲作為一種超彈性材料，其復(fù)合到結(jié)構(gòu)之中引起結(jié)構(gòu)抗沖擊性能的變化也是工程領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。

任九生等[31]從聚脲的微觀分子結(jié)構(gòu)層面分析了其具有良好的儲(chǔ)能特性的原因。聚脲的微觀結(jié)構(gòu)是由長(zhǎng)長(zhǎng)的分子鏈交結(jié)在一起的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。在外力作用下，卷曲的長(zhǎng)分子鏈可以逐漸伸長(zhǎng)，在宏觀上表現(xiàn)為高達(dá)百分之幾百的大變形。且當(dāng)外力消失后，拉直的長(zhǎng)鏈可以恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)，這就是材料的高彈性。當(dāng)外載荷達(dá)到某一程度時(shí)，材料內(nèi)部可以突然出現(xiàn)滑移帶或局部化的損傷構(gòu)造，材料由穩(wěn)定的連續(xù)形變狀態(tài)突然過(guò)渡到另一狀態(tài)，進(jìn)而引起材料和結(jié)構(gòu)的損傷或破壞，從而產(chǎn)生材料不穩(wěn)定性問(wèn)題。

Grujicic 等[32]從分子層面對(duì)沖擊波掃略過(guò)的聚脲細(xì)觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了計(jì)算分析，如圖6 所示。指出聚脲緩沖吸能的機(jī)理主要包含3 個(gè)方面：一是原子之間相對(duì)位移造成聚脲的非彈性變形從而吸收部分沖擊波能量；二是在沖擊波作用下硬區(qū)域中氫鍵斷裂與結(jié)合，耗散掉一部分沖擊波能量；三是在沖擊波作用下發(fā)生的局部密實(shí)化使沖擊波能轉(zhuǎn)化為熱能散逸出去。

圖6 原子力顯微鏡下聚脲的硬區(qū)域和軟基體[32]Fig.6 Hard domains and soft matrix of polyurea under atomic force microscopy[32]

Roland 等[33]對(duì)不同聚脲覆蓋層下的鋼板進(jìn)行了子彈穿甲試驗(yàn)，研究結(jié)果表明在強(qiáng)沖擊載荷下超彈性材料從橡膠態(tài)向玻璃態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)變，如圖7所示。其分子鏈和鏈段由解凍狀態(tài)變?yōu)閮鼋Y(jié)狀態(tài)，原來(lái)在橡膠態(tài)下可以運(yùn)動(dòng)的分子鏈和鏈段不能繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，只有構(gòu)成分子的原子（或基團(tuán)）在其平衡位置做振動(dòng)。這一轉(zhuǎn)變耗散掉了相當(dāng)部分的沖擊波能量。

圖7 強(qiáng)沖擊載荷下聚脲的玻璃化轉(zhuǎn)變[33]Fig.7 Glass transition of polyurea under strong impact loading[33]

Yi 等[34]利用SHPB 研究了聚脲在壓縮載荷下的應(yīng)力-應(yīng)變行為，同樣也觀察到材料在增加的應(yīng)變速率下從橡膠狀轉(zhuǎn)變?yōu)椴Ａ畈牧系倪^(guò)程。

Dinan 等[35]對(duì)噴涂聚脲的混凝土墻在爆炸載荷作用下的破壞機(jī)制進(jìn)行了分析。通過(guò)對(duì)單面噴涂墻體進(jìn)行數(shù)次實(shí)爆試驗(yàn)，認(rèn)為聚合物對(duì)混凝土墻的抗爆性能有明顯的改善，薄膜結(jié)構(gòu)能增強(qiáng)墻體的抗彎剛度和抵抗力。

羅澤立等[36]提出了敷設(shè)橡膠覆蓋層結(jié)構(gòu)遭遇水下非接觸爆炸沖擊波的流固耦合分析方法。沖擊早期高頻作用段采用聲學(xué)波動(dòng)理論，以沖擊波在水、覆蓋層、鋼板中的傳播過(guò)程為研究對(duì)象，利用沖量等效修正沖擊早期Talor板模型反射系數(shù)。沖擊波早期高頻段過(guò)后，覆蓋層的影響主要體現(xiàn)在其質(zhì)量效應(yīng)上，將覆蓋層質(zhì)量加載在其對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)有限元結(jié)點(diǎn)上并結(jié)合二階DAA，給出流固耦合計(jì)算方法分析結(jié)構(gòu)動(dòng)響應(yīng)。該方法大大縮減了有限元計(jì)算規(guī)模。最后實(shí)施了敷設(shè)橡膠覆蓋層的加筋圓柱殼水下爆炸試驗(yàn)，其加速度峰值與試驗(yàn)偏差在20%以?xún)?nèi)，速度峰值偏差在10%以?xún)?nèi)，應(yīng)變峰值偏差在15%以?xún)?nèi)，充分驗(yàn)證了計(jì)算方法。

金澤宇等[37]采用龍格庫(kù)塔間斷伽遼金法、邊界元法和有限元法的耦合計(jì)算方法（RKDGBEMFEM）求解了敷設(shè)超彈性覆蓋層圓板在近場(chǎng)水下爆炸載荷作用下的響應(yīng)，并與試驗(yàn)得到的濕表面壓力、氣泡形態(tài)等結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，驗(yàn)證了計(jì)算方法的準(zhǔn)確性；發(fā)現(xiàn)與光板相比，敷設(shè)超彈性覆蓋層能夠縮短沖擊波的脈寬，但是形成的空化更容易潰滅形成二次壓力脈沖。

2.2 數(shù)值仿真研究

聚脲復(fù)合結(jié)構(gòu)抗爆性能數(shù)值仿真相關(guān)研究較多，本節(jié)選取了幾個(gè)具有代表性的成果進(jìn)行介紹。數(shù)值仿真研究一般作為試驗(yàn)的補(bǔ)充，研究思路一般為首先對(duì)試驗(yàn)工況進(jìn)行模擬以驗(yàn)證計(jì)算方法的精度，然后改變相關(guān)參數(shù)（涂層厚度、涂覆位置、材料特性等）進(jìn)行聚脲涂覆結(jié)構(gòu)抗爆性能的參數(shù)影響規(guī)律研究。在聚脲復(fù)合結(jié)構(gòu)抗爆性能數(shù)值仿真中，目前有待完善的問(wèn)題是聚脲的動(dòng)態(tài)失效判據(jù)選取和聚脲-結(jié)構(gòu)粘結(jié)界面失效模擬。

Amini等[39]利用數(shù)值模擬手段研究了涂覆聚脲涂層的鋼板的沖擊響應(yīng)，分析了涂層與鋼板相對(duì)位置、涂層厚度及涂層-鋼板界面強(qiáng)度等參數(shù)對(duì)于聚脲涂覆鋼板的抗沖擊性能的影響。研究表明，聚脲涂層對(duì)于鋼板的抗沖擊性能提升明顯，當(dāng)聚脲涂覆于鋼板背爆面時(shí)，聚脲涂覆鋼板結(jié)構(gòu)的沖擊動(dòng)力學(xué)響應(yīng)對(duì)涂層-鋼板界面強(qiáng)度的依賴(lài)性更加明顯。

Hui和Oskay[40]采用數(shù)值仿真手段研究了聚脲涂覆E玻璃纖維/乙烯基酯編織復(fù)合材料（EVE）在爆炸載荷下的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)。該研究基于溫度和壓力相關(guān)的粘彈性本構(gòu)模型，對(duì)聚脲沖擊響應(yīng)進(jìn)行了理想化的處理。EVE層的損傷是利用包含絕熱加熱和各組分（基體和纖維）行為中的應(yīng)變率相關(guān)的多尺度計(jì)算損傷模型表征。通過(guò)與文獻(xiàn)[41]試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比驗(yàn)證了EVE 復(fù)合材料和聚脲涂層在爆炸載荷下數(shù)值模擬方法的準(zhǔn)確性，表明該模型能夠準(zhǔn)確地捕捉試件的非彈性變形及毀傷特征。

Guduru等[42]明確指出，彈性覆蓋層在高應(yīng)變率下對(duì)延緩鋼板頸縮起到了很大的作用。Xue等[43]在此基礎(chǔ)上采用數(shù)值仿真的方法進(jìn)行了聚脲涂覆鋼板的相關(guān)研究。研究指出：由于阻抗匹配性的問(wèn)題，與等質(zhì)量的光板和前涂覆聚脲鋼板相比，將聚脲涂覆在鋼板背爆面時(shí)鋼板破裂前將吸收更多的能量。另外，無(wú)論將聚脲涂層放置于鋼板的迎爆面或背爆面，都將提高復(fù)合板在塑性硬化過(guò)程中的切線(xiàn)模量，從而延緩鋼板的頸縮破壞，如圖8 所示。這一結(jié)論成立的前提有兩點(diǎn)：一是復(fù)合板在初始沖擊波階段未發(fā)生斷裂破壞；二是涂層與鋼板粘結(jié)良好，不脫膠。這里就體現(xiàn)出了聚脲和鋼板粘結(jié)強(qiáng)度的重要性。

圖8 聚脲延緩鋼板頸縮的數(shù)值仿真結(jié)果[43]Fig.8 Numerical simulation results of neck-retarding effect of polyurea on steel plate[43]

Ackland等[44]進(jìn)行了3組不同聚脲涂層厚度的復(fù)合板的爆炸試驗(yàn)，3組復(fù)合板質(zhì)量相同。采用高速攝影技術(shù)記錄了復(fù)合板的瞬態(tài)變形。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著復(fù)合板中聚脲涂層厚度的增加，最終復(fù)合板的變形也隨之增大?；谠囼?yàn)的數(shù)值仿真也給出了同樣的結(jié)論，且通過(guò)不斷的模擬發(fā)現(xiàn)聚脲涂層和鋼板之間的粘結(jié)力在80 MPa左右，模擬了試驗(yàn)中觀察到的脫膠現(xiàn)象，如圖9所示。他的研究表明了在等質(zhì)量條件下聚脲涂覆鋼板較實(shí)體鋼板并無(wú)優(yōu)勢(shì)。

圖9 聚脲涂層脫膠的數(shù)值仿真結(jié)果[44]Fig.9 Numerical simulation results of polyurea coating debonding[44]

Samiee 等[45]采用LS-DYNA 對(duì)聚脲涂覆鋼板在爆炸載荷下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)行了數(shù)值仿真，考察了聚脲涂層位置（迎爆面或背爆面）、聚脲涂層厚度、加載方式（直接加載或間接加載）的影響，仿真中對(duì)聚脲采用了文獻(xiàn)[25]中提出的本構(gòu)模型。仿真結(jié)果表明在等面密度的情況下，在背爆面涂覆聚脲的鋼板比迎爆面涂覆鋼板和光板具有更優(yōu)異的抗爆性能。

Wu等[46]采用AUTODYN 軟件模擬了不同配置的聚脲涂覆鋼板在爆炸載荷下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。采用鋼板中心點(diǎn)的等效塑性應(yīng)變來(lái)評(píng)判涂層對(duì)鋼板抗爆性能的提升。采用Cowper-Symonds強(qiáng)化的雙線(xiàn)性彈塑性本構(gòu)模型和線(xiàn)性狀態(tài)方程來(lái)描述聚脲的力學(xué)行為。最終得出聚脲和鋼板厚度的最佳配比是10 mm 和43.9 mm。這一結(jié)論沒(méi)有考慮聚脲涂覆鋼板受不同強(qiáng)度沖擊載荷的響應(yīng)差異，顯然還有待商榷。

2.3 試驗(yàn)研究

對(duì)聚脲復(fù)合結(jié)構(gòu)抗爆性能最直接也是最準(zhǔn)確的研究方式就是開(kāi)展爆炸沖擊試驗(yàn)?，F(xiàn)有的許多研究成果表明，將其涂覆在已有結(jié)構(gòu)上能夠增強(qiáng)其抗爆防護(hù)性能，但會(huì)帶來(lái)結(jié)構(gòu)質(zhì)量的增加。對(duì)于艦船來(lái)說(shuō)，質(zhì)量的增加將會(huì)影響其水動(dòng)力性能，因此最好是在等面密度——即重量相等的前提下進(jìn)行聚脲抗爆防護(hù)復(fù)合結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

美國(guó)超強(qiáng)材料研究中心采用Rhino 公司的噴涂聚脲彈性體技術(shù)開(kāi)展了抗爆墻的研制。試驗(yàn)結(jié)果表明：使用聚脲涂層覆蓋的磚墻有效地防止了爆炸碎片進(jìn)入室內(nèi)；墻面受沖擊后最大位移為300 mm，持續(xù)時(shí)間為110 ms；抗爆涂層和磚墻粘合極佳，保證了磚墻的整體性。除此之外，他們還進(jìn)行了抗爆汽車(chē)、抗爆建筑的相關(guān)試驗(yàn)研究。值得一提的是，他們做的試驗(yàn)均是在原有結(jié)構(gòu)上噴涂聚脲彈性體，然后將噴涂后的結(jié)構(gòu)與噴涂前的結(jié)構(gòu)進(jìn)行相同的爆炸試驗(yàn)，因而體現(xiàn)出了較為明顯的效果。但這一良好試驗(yàn)效果的獲得是建立在結(jié)構(gòu)增重的基礎(chǔ)上的。

Tekalur等[41]利用激波管裝置進(jìn)行了聚脲對(duì)玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧乙烯樹(shù)脂（EVE）編織復(fù)合材料層合板爆炸性能影響的試驗(yàn)研究。結(jié)果表明：在爆炸載荷下，EVE 復(fù)合材料的破壞機(jī)制復(fù)雜，包括永久變形、纖維斷裂和分層，隨著損傷程度的增加，爆炸壓力幅值增大；聚脲涂層可以有效地提高復(fù)合材料層合板結(jié)構(gòu)的抗沖擊性能，但內(nèi)在機(jī)理尚不明確。

朱學(xué)亮等[47]基于霍普金森桿發(fā)射系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)圓柱形子彈對(duì)聚脲與鋁板組成的方形板件進(jìn)行了10～17 m/s的低速?zèng)_擊試驗(yàn)，其中試件包括單一鋁板、前涂層結(jié)構(gòu)、后涂層結(jié)構(gòu)和三明治結(jié)構(gòu)等四種配置，并保持了相同的面密度（1.49 g/cm2）。從受沖擊面破壞形貌、剩余變形和變形時(shí)程等方面對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)聚脲層涂覆在受沖擊側(cè)可以有效緩解有棱沖擊體帶來(lái)的應(yīng)力集中現(xiàn)象，具有相同面密度的純鋁板結(jié)構(gòu)比背面涂層結(jié)構(gòu)和夾層結(jié)構(gòu)具有更強(qiáng)的抗局部剪切能力和抵抗變形能力。

諶勇等[38]對(duì)粘貼于船模上的橡膠夾芯覆蓋層受水下爆炸時(shí)的防護(hù)作用開(kāi)展了試驗(yàn)研究，結(jié)果表明橡膠夾芯覆蓋層能有效降低結(jié)構(gòu)受沖擊波時(shí)的響應(yīng)峰值，其作用相當(dāng)于一個(gè)低通濾波器，對(duì)高頻信號(hào)衰減明顯，而對(duì)低頻信號(hào)影響不大。

Amini 等[39]做的聚脲涂覆鋼板的爆炸沖擊試驗(yàn)非常具有代表性。他采用輕氣炮裝置模擬爆炸載荷，對(duì)聚脲與鋼板的相對(duì)位置、聚脲涂層厚度、聚脲涂覆鋼板的損傷模式等進(jìn)行了系列的試驗(yàn)研究，如圖10 所示。得到的結(jié)論有：當(dāng)聚脲涂層位于鋼板的背爆面時(shí)，能夠很好地起到降低鋼板損傷和能量吸收的作用；而當(dāng)聚脲涂層位于鋼板的迎爆面時(shí)，反而會(huì)增大鋼板的破壞效應(yīng)，這與聚脲和鋼板之間的粘結(jié)強(qiáng)度等有關(guān)。這一結(jié)論也相繼得到了國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者的認(rèn)可。

圖10 聚脲涂層位置不同時(shí)鋼板的損傷情況[39]Fig.10 Damage modes of steel plates with different coating condition[39]

LeBlanc 等[48]試驗(yàn)研究了聚脲涂覆復(fù)合材料板在近場(chǎng)水下爆炸下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。在充滿(mǎn)水的圓錐形激波管中，通過(guò)模擬自由場(chǎng)中水下爆炸引起的沖擊波傳遞并借助三維數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)處理高速攝像圖像以得到板的瞬態(tài)響應(yīng)。結(jié)果表明，應(yīng)用聚脲涂層可以顯著地改善層合板的抗沖擊性能。

Ackland 等[44]對(duì)爆炸載荷下背面涂覆聚脲的中等厚度平板的抗爆炸性能進(jìn)行了試驗(yàn)和數(shù)值研究。試驗(yàn)結(jié)果表明，涂在背面的聚脲在爆炸試驗(yàn)時(shí)能有效地減少板的變形,并且鋼板變形量隨著涂層厚度的增加而減小。

甘云丹[2]對(duì)聚脲涂覆鋼板在水下爆炸作用下的變形及破壞進(jìn)行了試驗(yàn)研究，并對(duì)應(yīng)地進(jìn)行了數(shù)值模擬。他得出的結(jié)論有：（1）彈性體涂覆鋼板的抗爆性能比未涂覆的鋼板的抗爆能力大約提高了24%；（2）彈性體涂覆在鋼板的背面要比涂覆在鋼板的前面以及前后涂覆的抗爆能力要強(qiáng)；（3）隨著彈性體涂覆厚度的增加，鋼板的抗爆能力沒(méi)有得到顯著的增強(qiáng)，彈性體的涂覆厚度以2 mm為最佳。

McShane 等[49]得出了與Xue[43]不同的結(jié)論，他認(rèn)為Xue 的結(jié)論成立的基礎(chǔ)是聚脲的力學(xué)特性可以Neo-hookean 本構(gòu)模型表征，即彈性模量隨著拉伸變形的增大而增大。而McShane選取了兩種不同成分的聚脲并進(jìn)行了材料試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)并不符合Neo-hookean本構(gòu)模型的特征。他繼而進(jìn)行了相同質(zhì)量的光板和聚脲涂覆板的爆炸試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在等質(zhì)量的前提下聚脲涂覆板的防護(hù)能力并不強(qiáng)于光板，如圖11 所示。通過(guò)增加聚脲涂層的方式實(shí)際上增加了復(fù)合板的總質(zhì)量，而抗爆能力的體現(xiàn)還是質(zhì)量效應(yīng)。McShane 最終建議將聚脲涂覆在已有鋼結(jié)構(gòu)上，特別是對(duì)于外形復(fù)雜的鋼結(jié)構(gòu)有較好的抗爆增強(qiáng)效果。目前國(guó)外已有將聚脲應(yīng)用在艦船艙室內(nèi)部的案例，主要起防腐作用[50]。

圖11 等面密度時(shí)鋼板與聚脲涂覆板的試驗(yàn)結(jié)果[49]Fig.11 Test results of bare steel plates and coated steel plates with same area density[49]

趙延杰等[7]選取了國(guó)外某抗爆專(zhuān)用聚脲涂層作為研究對(duì)象，對(duì)水下爆炸作用下的聚脲涂覆鋼板進(jìn)行了試驗(yàn)研究。結(jié)果表明：與聚脲涂層位于迎爆面和雙面時(shí)相比，聚脲位于鋼板背爆面時(shí)最能發(fā)揮其抗爆性能，且涂層越厚，復(fù)合板的抗爆能力提升越多，如表1 所示。當(dāng)鋼板背爆面涂覆厚度為n倍鋼板厚度的涂層時(shí)，復(fù)合板抗爆能力大約提升n×10%。然而，1倍鋼板厚度的聚脲涂層將使得鋼板增重14%，從這個(gè)角度講，抗爆能力提升程度/重量增加量＜1。要在大量增重的前提下方可真正體現(xiàn)聚脲的抗爆性能，這與McShane[49]和Ackland[44]的結(jié)論是一致的。因此，作者認(rèn)為可在適當(dāng)增重的前提下將其應(yīng)用到已有艦船上，提高其抗爆能力。此外，作者還認(rèn)為聚脲不適用于近場(chǎng)及接觸水下爆炸防護(hù)，因?yàn)檫@兩種情況下爆炸強(qiáng)度很高，隨著鋼板的斷裂破壞，聚脲在還沒(méi)來(lái)得及發(fā)生大變形時(shí)就因?yàn)槌跏既毕莸膯?wèn)題發(fā)生撕裂，不能充分發(fā)揮其耗能特性。

表1 試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)[7]Tab.1 Statistics of test results[7]

趙鵬鐸等[51]試驗(yàn)研究了聚脲不同涂覆方式下單鋼板與箱體結(jié)構(gòu)在空氣中的抗爆性能。結(jié)果表明，等面密度時(shí)迎爆面涂覆聚脲不能提高鋼板的抗爆性能，等鋼板厚度時(shí)涂覆聚脲能夠有效提高鋼板與箱體結(jié)構(gòu)分別在外爆與內(nèi)爆載荷下的抗爆性能，且背爆面涂覆時(shí)效果優(yōu)于迎爆面涂覆，這與趙延杰[7]的結(jié)論一致。

Li 等[52]采用水激波管對(duì)聚脲涂覆鋁合金板的抗沖擊性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究，在試驗(yàn)過(guò)程中還采用三維數(shù)字圖像技術(shù)考察了鋁合金板的動(dòng)態(tài)變形過(guò)程。試驗(yàn)結(jié)果表明：鋁合金板的最大變形量隨著涂層厚度的增加呈指數(shù)衰減的趨勢(shì)；在典型工況下，迎爆面涂覆鋁合金板的變形量最小，而等面密度雙面涂覆的鋁合金板變形量最大，此結(jié)論有待進(jìn)一步解釋。

代利輝等[9]通過(guò)聚脲涂覆鋼板的水下爆炸試驗(yàn)認(rèn)為，無(wú)論是涂在板的正面還是背面，聚脲都可以顯著提高鋼板的抗爆性能，這與Amini 等[7，39，43，45，49]的觀點(diǎn)不完全一致。此外，作者并沒(méi)有考慮質(zhì)量增加帶來(lái)的影響。

3 結(jié)論和展望

3.1 結(jié)論

本文從聚脲的動(dòng)態(tài)力學(xué)行為和聚脲在艦船爆炸防護(hù)中的應(yīng)用兩個(gè)方面對(duì)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)闡述，主要有以下結(jié)論：

（1）無(wú)論動(dòng)態(tài)壓縮或是拉伸，聚脲均表現(xiàn)出顯著的應(yīng)變率效應(yīng)；從應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)上看，可以分為初期的超彈性力學(xué)行為和后期的粘彈性力學(xué)行為。

（2）在已有的結(jié)構(gòu)（包括墻、建筑、汽車(chē)等）上噴涂聚脲彈性體，可以起到防護(hù)作用，但隨之而來(lái)的是結(jié)構(gòu)增重的問(wèn)題。

（3）聚脲在艦船上的抗爆防護(hù)應(yīng)用研究較多，目前可以基本明確的是將聚脲涂覆在結(jié)構(gòu)的背爆面與其他涂覆形式相比最能增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗爆性能；受多種因素制約未能得到其它規(guī)律性的結(jié)論。

（4）近些年來(lái)國(guó)內(nèi)開(kāi)始對(duì)聚脲的水下爆炸防護(hù)效果進(jìn)行了一定的探索研究，但很多都是重復(fù)性工作，創(chuàng)新性成果有限；國(guó)外對(duì)相關(guān)問(wèn)題的研究主要集中在21 世紀(jì)初，近年來(lái)的研究成果已不多見(jiàn)，從這一點(diǎn)來(lái)看，聚脲似乎并未達(dá)到預(yù)期的防護(hù)效果。

3.2 存在的問(wèn)題

（1）學(xué)者們?cè)囼?yàn)時(shí)采用的聚脲材料配方和規(guī)格都不盡相同，得出了差異較大甚至相悖的結(jié)論；試驗(yàn)測(cè)試沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，因試驗(yàn)手段不一引起的測(cè)試結(jié)果分散度很大。

（2）還沒(méi)有一個(gè)公認(rèn)的能較好地模擬聚脲材料動(dòng)態(tài)力學(xué)行為的本構(gòu)模型，聚脲的動(dòng)態(tài)斷裂問(wèn)題目前研究也很少，斷裂判據(jù)的研究還未見(jiàn)到。

（3）關(guān)于聚脲涂覆結(jié)構(gòu)的數(shù)值仿真、試驗(yàn)研究開(kāi)展了很多，但就聚脲能否有效提高艦船的抗爆性能，目前還沒(méi)有一致的結(jié)論；根據(jù)本文的分析，目前比較傾向于等面密度情況下聚脲涂覆鋼板較純鋼板無(wú)優(yōu)勢(shì)這一觀點(diǎn)。

3.3 發(fā)展趨勢(shì)

（1）在今后的研究中，首先要廣泛調(diào)研并選型，選取靜態(tài)力學(xué)性能較好且專(zhuān)門(mén)用于抗爆防護(hù)的聚脲涂層作為研究對(duì)象，不能隨意選取一種防腐或耐磨型聚脲就開(kāi)展試驗(yàn)研究。

（2）應(yīng)像靜態(tài)力學(xué)性能試驗(yàn)一樣制定超彈性材料動(dòng)態(tài)力學(xué)性能試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)（包括拉伸試驗(yàn)、壓縮試驗(yàn)等），對(duì)試驗(yàn)裝置、試驗(yàn)試件、試驗(yàn)步驟、試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等做出明確規(guī)定，從而獲得準(zhǔn)確可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

（3）選取合適的本構(gòu)模型和斷裂準(zhǔn)則對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，然后將其嵌入有限元程序中，為解決實(shí)際的工程問(wèn)題奠定基礎(chǔ)。

（4）聚脲涂覆鋼板的動(dòng)響應(yīng)過(guò)程與防護(hù)機(jī)理很可能隨爆炸強(qiáng)度的不同發(fā)生變化。應(yīng)通過(guò)水下爆炸試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)靶對(duì)中遠(yuǎn)場(chǎng)、近場(chǎng)、接觸水下爆炸不同情況下的聚脲涂覆鋼板的抗爆性能進(jìn)行系統(tǒng)化的試驗(yàn)研究。通過(guò)數(shù)值仿真與試驗(yàn)相結(jié)合粘結(jié)強(qiáng)度、涂層與鋼板相對(duì)位置、厚度匹配等關(guān)鍵參數(shù)的影響規(guī)律。