半球形聚能裝藥對典型潛艇結(jié)構(gòu)的毀傷特性研究.pdf

1、為有效提高水中兵器對現(xiàn)代艦艇的毀傷作戰(zhàn)能力，在提高水中兵器制導(dǎo)精度和命中概率的基礎(chǔ)上，現(xiàn)代兵器已從常規(guī)爆破型戰(zhàn)斗部逐漸向聚能戰(zhàn)斗部發(fā)展。本文在對聚能裝藥水中兵器的發(fā)展現(xiàn)狀及毀傷特性進行總結(jié)的基礎(chǔ)上，建立了雙層靶板、復(fù)合靶板及典型雙層殼體潛艇艙段模型，對其在半球形聚能裝藥水中爆炸的載荷、動響應(yīng)及毀傷特性進行研究，旨在為潛艇結(jié)構(gòu)遭受聚能型水巾兵器時的毀傷評估提供參考。
　　首先，針對聚能裝藥水中兵器的研究現(xiàn)狀及聚能戰(zhàn)斗部水下毀傷特性提

2、出本文的研究重點及研究方法。并闡述本文計算采用的SPH-FEM算法及耦合歐拉一拉格朗日算法的相關(guān)理論背景，通過將算法的數(shù)值解與試驗值進行對比，以驗證本文所采用的數(shù)值算法可以有效地處理聚能射流對典型潛艇結(jié)構(gòu)的毀傷。
　　其次，依據(jù)可壓縮流體動力學(xué)理論，采用SPH方法模擬半球形聚能裝藥的爆轟及聚能射流的形成過程，得到聚能射流的形態(tài)及速度分布情況，并將SPH方法與有限元結(jié)構(gòu)進行耦合，基于結(jié)構(gòu)塑性動力學(xué)理論，采取SPH-FEM方法對空氣中

3、聚能射流侵徹雙層靶板結(jié)構(gòu)的過程進行數(shù)值模擬，采用CEL算法研究了聚能裝藥在不同流體介質(zhì)中的載荷及毀傷特性，確定了聚能裝藥水下爆炸載荷需考慮沖擊波載荷對結(jié)構(gòu)的毀傷效應(yīng)。
　　再次，為考核聚能射流的后效毀傷能力，對復(fù)合靶板結(jié)構(gòu)在近場聚能裝藥水下爆炸載荷作用下的毀傷過程進行數(shù)值分析，其中，采用CEL方法模擬了聚能射流侵徹復(fù)合靶板結(jié)構(gòu)的過程，采用聲固耦合算法模擬了沖擊波載荷的作用過程，通過比較分析兩種載荷作用下的數(shù)值毀傷結(jié)果獲取聚能射流及

4、沖擊波載荷對結(jié)構(gòu)的毀傷模式。并將聚能射流及沖擊波載荷聯(lián)合作用下的毀傷結(jié)果與試驗結(jié)果進行對比以驗證數(shù)值方法的有效性。
　　最后，以典型雙層殼體潛艇艙段作為研究對象，采用CEL算法模擬了水下爆炸聚能射流對潛艇艙段的毀傷過程，將數(shù)值毀傷結(jié)果作為計算沖擊波載荷的初始條件，利用聲固耦合算法得到潛艇艙段的毀傷結(jié)果，并結(jié)合縮比試驗方法，分析了近場聚能裝藥水下爆炸對雙層殼體潛艇艙段的毀傷特性，為潛艇結(jié)構(gòu)在遭受聚能戰(zhàn)斗部水中兵器襲擊后的毀傷分析提供