船体水下近距非接触爆炸损伤计算之两步迭代法

作     者：任凯 周洪景 杨晨 REN Kai;ZHOU Hongjing;YANG Chen

作者机构：海军工程大学动力工程学院湖北武汉430033 

出 版 物：《爆炸与冲击》 (Explosion and Shock Waves)

年 卷 期：2023年第43卷第4期

页      面：87-98页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0707[理学-海洋科学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 0702[理学-物理学] 

主　　题：舰船生命力 船体破损 水下近距爆炸 破口计算 

摘      要：船体水下近距非接触爆炸产生的破口计算过程复杂,涉及船体板架、武器装药和爆距方位等诸多因素,工程实践中通常应用经验公式求解。基于舰船遭受定向型战斗部攻击、毁伤面近似垂直于毁伤轴和爆炸过程瞬时发生满足近似能量守恒基本条件,根据爆炸冲击波初始动能与爆炸作用区域结构塑性变形能等量传递的假设,给出了计算方法。考虑了附着加强筋的船体壳板等效厚度对抵御冲击波毁伤的影响,运用爆炸冲击波作用下船体壳板产生的极限应变超过板材动态极限应变导致壳板开裂这一基本原理,设计了两步迭代法计算流程,给出了简捷易用的迭代计算表格。针对4种典型装药当量冲击波作用下,5~20 m长度舱段,11 m以内爆炸距离,6和8 mm这2种典型厚度船体壳板遭受爆炸冲击受损情况进行了768组数据计算。引入平面拟合方程,通过判断截平面相似度分析,给出了计算方法的适用性判据,探讨了计算参数的适用范围,以保证两步迭代法能够客观反映水下近距非接触爆炸的实际破坏效果。结合经验公式计算结果和破损舰船受损实测数据,对该方法进行了检验,实践表明:两步迭代法易于工程实践且具有较好的准确性。