La envoltura nuclear es la última barrera física para prevenir la liberación de sustancias radiactivas. Garantizar su integridad estructural bajo cargas dinámicas extremas, como el impacto de proyectiles, es crucial para la seguridad nuclear. Este estudio combina pruebas de cañón de gas liviano y métodos de simulación numérica de alta precisión para profundizar en la respuesta dinámica y el mecanismo de daño de paneles de objetivo de hormigón armado bajo impacto de proyectiles. Se desarrolló un modelo de plasticidad de daño dependiente de la velocidad del hormigón, que integra una función de endurecimiento efectiva, variables de daño multieje y un criterio dinámico no lineal S. Los resultados de simulación numérica basados en este modelo coinciden bien con los resultados experimentales, reproduciendo razonablemente los efectos del índice de deformación, el daño multieje y el comportamiento de evolución plástica del hormigón bajo cargas de impacto. Resultados adicionales de simulación indican que la resistencia dinámica a la compresión y tracción en el centro del impacto alcanza respectivamente 4.1 veces y 4.83 veces los valores estáticos, con un índice de deformación máximo que supera los 5000 s⁻¹. Se revelaron los efectos de propagación, reflexión y superposición de ondas de tensión, esclareciendo que la destrucción del frente del panel de hormigón es impulsada principalmente por la onda directa de tensión de compresión, mientras que el deslaminado por tracción del reverso ocurre debido a que la onda de compresión refleja en el límite libre formando onda de tensión. Este es el modo clave de daño de la envoltura nuclear bajo impactos dinámicos. Los resultados de esta investigación pueden proporcionar una base teórica para el diseño optimizado de resistencia a impactos en estructuras de protección esenciales, como la envoltura del reactor.

Hormigón armado; pruebas de impacto con cañón de gas liviano; simulación numérica; modelo de plasticidad de daño dependiente de la velocidad; respuesta dinámica