在岩土工程、国防工程等领域，爆破波作用下的结构响应分析是重要研究方向。ABAQUS 作为通用有限元软件，可通过直接定义荷载、耦合流体 - 结构相互作用等方式模拟爆破波，核心是还原爆破波 “短时、高压、脉冲式” 的动力学特性。以下从操作流程、方法对比及关键要点展开说明，助力精准实现爆破波施加。

一、爆破波的核心特性与建模准备

爆破波本质是爆炸产生的高压脉冲波，传播过程中呈现 “压力骤升（峰值压力）→快速衰减（正压区）→负压区” 的特征，需在建模前明确三个关键参数：

1. 波形参数：根据工程场景确定爆破波波形（如三角形波、指数衰减波），明确峰值压力（如 10MPa）、正压作用时间（如 5ms）、衰减系数（如 0.8）；

2. 作用范围：确定爆破中心与结构的距离（爆心距），判断爆破波为 “近场”（强非线性）还是 “远场”（可简化为平面波）；

3. 模型边界：若模拟无限域（如岩土中爆破），需设置无反射边界（如 ABAQUS 的 “Absorbing Boundary”），避免边界反射波干扰结果。

同时，需完成结构与周围介质（如空气、岩土）的几何建模，定义材料动态本构（如岩土用 Drucker-Prager 模型、钢材用 Johnson-Cook 模型），确保材料参数适配爆破波的动态荷载特性。

二、ABAQUS 施加爆破波的两种核心方法

（一）直接荷载法：适用于远场平面爆破波

当爆心距较大，爆破波可简化为平面波时，直接在结构表面施加随时间变化的压力荷载，操作简洁高效，步骤如下：

1. 进入 Load ?？椋涸谝汛唇ǖ亩治霾剑ㄈ?“Dynamic, Explicit”，爆破问题优先选显式算法，避免隐式算法收敛困难）中，点击 “Create Load”，“Category” 选 “Mechanical”，“Types for Selected Step” 选 “Pressure”。

2. 选择作用区域：通过框选或拾取，选择爆破波作用的结构表面（如墙体迎爆面、岩土表面），点击 “Continue”。

3. 定义压力时程曲线：

l若为自定义波形（如指数衰减波）：在压力编辑界面，点击 “Amplitude”→“Create”，选择 “Time” 为自变量，输入 “时间 - 压力” 数据点（如 t=0 时 P=0，t=0.1ms 时 P=10MPa，t=5ms 时 P=0），或直接输入数学表达式（如P=10*exp(-0.8*t)，t 单位为 ms），生成随时间变化的幅值曲线；

l若调用标准波形：ABAQUS 内置 “Blast” 相关幅值类型（部分版本需加载插件），可直接输入峰值压力、正压时间等参数，软件自动生成波形。

4. 荷载方向设置：确保压力方向与结构表面垂直（默认 “Normal to Surface”），若为倾斜爆破波，需通过局部坐标系调整荷载方向。

（二）流体 - 结构相互作用法：适用于近场非线性爆破波

当爆心距较近，爆破波存在明显三维效应或需考虑空气 / 岩土介质与结构的耦合作用时，需用 “Coupled Eulerian-Lagrangian（CEL）” 或 “Abaqus/Explicit” 的流体?？槟Ｄ?，步骤如下：

1. 创建欧拉域（流体）：在 “Part” ?？樾陆?“Eulerian” 类型部件，定义为空气 / 岩土介质（需设置流体本构，如空气用 “ Ideal Gas” 模型，岩土用 “Eulerian Material”），欧拉域需覆盖爆破中心至结构的区域，确保爆破波传播路径完整。

2. 定义爆破源：在欧拉域内的爆破中心位置，创建 “Concentrated Blast Load”（集中爆破荷载）：进入 “Load” ?？椋≡?“Concentrated Force/Moment”，关联爆破中心节点，在 “Amplitude” 中定义爆破能量释放率（如总爆破能量 100kJ），软件自动在欧拉域内生成爆破波。

3. 设置流 - 固耦合：在 “Interaction” 模块创建 “Eulerian-Lagrangian Interaction”，选择欧拉域（流体）与结构（拉格朗日单元）的接触面，定义接触属性（如 “Penalty” 接触算法），实现爆破波在流体与结构间的力传递。

4. 无反射边界设置：在欧拉域的外边界添加 “Non-reflecting Boundary”，参数按介质声速（如空气声速 340m/s）设置，避免爆破波在边界反射。

三、关键设置与结果验证

（一）分析步与算法选择

爆破波为短时动态荷载，必须选用 “Dynamic, Explicit” 分析步，设置合理的时间增量步：

l时间增量步需小于爆破波正压作用时间的 1/20（如正压时间 5ms，增量步设为 0.2ms），确保捕捉压力峰值；

l在 “Step” ?？榈?“Controls” 中，勾选 “Element deletion”（若需模拟结构破坏），设置材料失效准则（如最大主应力准则）。

（二）结果验证要点

计算完成后进入 “Visualization” ?？椋氐阊橹ち较钪副辏?/span>

l压力时程曲线：在结构迎爆面选取典型节点，查看 “Pressure” 随时间的变化曲线，确认峰值压力、作用时间与预设一致，无异常波动；

l结构响应：查看结构的 “Mises 应力”“位移” 云图，判断是否出现合理的破坏模式（如岩土体开裂、结构局部屈曲），若结果异常，需检查波形参数或边界设置。

ABAQUS 施加爆破波的核心是 “匹配工程场景选择方法”：远场简化场景优先用 “直接荷载法”，通过定义压力时程曲线快速实现；近场复杂场景需用 “流 - 固耦合法”，借助欧拉域与耦合界面还原真实力学行为。操作中需重点关注波形参数准确性、分析步时间增量步设置及无反射边界，才能精准模拟爆破波作用下的结构响应，为工程设计提供可靠的抗爆依据。