射钉紧固技术是利用火药的能量驱动射钉,使其侵入基体从而起到连接的作用。采用射钉紧固技术进行钢结构的连接,操作简便,提高工作效率,对工人的技术要求低,因此近年来得到广泛的研究。侵彻深度是表征射钉紧固质量的一个重要指标,目前常见的射钉枪均为间接式驱动,火药爆炸产生的能量通过作用于撞针来推动射钉,这种间接式驱动由于会显著降低爆炸能量利用率,因此在进行钢结构连接时,难以达到高质量的紧固效果。因此,本文提出了爆燃驱动式射钉概念,是指射钉在整个侵彻靶板的过程中始终承受炸药爆燃所产生的高压气体的推动作用,速度和动能都较小,以这种直接驱动的方式实现钢结构的连接。基于爆燃驱动式射钉侵彻靶板问题,对射钉侵彻靶板的过程进行数值模拟与试验研究。本文主要的研究结果如下:(1)采用Johnson-Cook本构模型和Gruneison状态方程,对射钉侵彻靶板过程进行仿真模拟,并通过侵彻试验进行验证,数值模拟计算的侵彻深度与侵彻试验结果的误差在±5%以内。(2)基于数值模拟的计算结果,射钉与靶板的结构和强度、炸药驱动力、射钉-靶板初始间隙为影响侵彻深度的主要因素。(3)进行三种不同头部形状射钉的侵彻试验,试验与模拟结果基本一致,锥头射钉侵彻深度最大,一字头射钉次之,空心射钉最小。(4)射钉与靶板接头并未发生冶金结合,射钉的拉出力主要取决于摩擦阻力,即侵彻深度越大,射钉拉出力越大。头部锥角θ=30o的锥头射钉及一字头射钉比θ=45o的拉出力大;空心射钉因头部严重变形,拉出力较低。