1、沖擊荷載是現(xiàn)代結構體系的重要荷載，結構在沖擊荷載作用下的力學響應與其在靜力荷載作用下的響應表現(xiàn)出很大的不同。這些沖擊荷載一般強度很大，沖擊作用時間很短，通常以毫秒、微秒甚至納秒來計，而在如此短的時間里，結構要經(jīng)歷施加高強度荷載，并產(chǎn)生極高的壓力或者應力，最終引起結構的介質(zhì)運動、材料破壞以及整個結構破壞等一系列隨時間變化的動態(tài)響應過程?？梢?，沖擊問題相當復雜，其涉及的學科領域也比較廣泛。 沖擊問題的研究方法主要包括經(jīng)驗公式方法、理

2、論分析法和數(shù)值計算法。經(jīng)驗公式是通過大量的實驗數(shù)據(jù)擬合而成，需要多次實驗，耗資較大，而且實驗結果具有很大的離散性，同時不同的公式有不同的適用范圍和局限性，且計算結果也存在一定的差別。目前，各國的防護結構規(guī)范設計手冊還是使用經(jīng)驗公式進行判斷評估。我國防護規(guī)范也是如此。理論分析方法需要對材料性質(zhì)及力學過程進行必要的簡化，過多的簡化可能導致較大的誤差，甚至產(chǎn)生錯誤的結果。而且，理論分析方法很難得到完整解。隨著ANSYS等大型計算軟件的發(fā)展，數(shù)

3、值方法逐漸成為研究沖擊問題的主導方法，其對工程構件、工程結構的性能評價以及優(yōu)化設計等也非常適用。 組合層板結構是一種廣泛應用于軍事和民用領域的新型結構形式，對該類結構的耐沖擊性能的研究具有比較重要的意義。本文運用應力波的傳播和結構的動態(tài)力學響應基礎知識，對民用工程的建造和加固工程中廣泛使用的鋼板-混凝土板和艦船列車設計領域中的高速列車前擋風玻璃兩種不同的組合層板結構進行耐沖擊性能研究。 文中首先針對在國防與民用工程的建造

4、和加固工程中廣泛應用的鋼板-混凝土板組合板結構，建立合理的的數(shù)值計算模型，利用應力波的知識，將組合板結構的沖擊過程分為初始接觸階段、鋼板變形階段和沖擊結束三個階段，對沖擊荷載下的組合板結構的動力響應過程進行了分析，并給出了組合板的不同破壞模式。在此基礎上，本文又計算了不同的沖擊速度、沖擊角度和鋼板厚度等沖擊響應參數(shù)的影響，具體分析研究了鋼板-混凝土板組合層板的耐沖擊性能，并給出合理的工程建議。通過與前人結果的對比，證實了本模型的正確性和

5、工程適用性。 接著，文中以沖擊問題在高速列車設計領域中的應用為背景，針對當前國內(nèi)新興的高速列車遇到的石擊前擋風玻璃問題，計算了列車前擋風玻璃結構在球形石塊作用下的動力響應過程。文章用多個積分點的單層殼單元來模擬帶有PVB層的擋風玻璃結構，通過任意拉格朗日方法對擋風玻璃結構進行動態(tài)響應分析。在當前國內(nèi)最高列車速度下，列車的前擋風玻璃在石擊作用下，可能會發(fā)生網(wǎng)狀裂紋、星狀裂紋和塑性變形破壞，但是，玻璃碎片仍會粘結在PVB上，對司機造