半球形聚能裝藥對典型潛艇結構的毀傷特性研究.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精度和命中概率的基礎上，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的基礎上，建立了雙層靶板、復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、動響應及毀傷特性進行研究，旨在為潛艇結構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構的毀傷。
　　其次，依據(jù)可壓縮流體動力學理論，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方法與有限元結構進行耦合，基于結構塑性動力學理論，采取SPH-FEM方法對空氣中

3、聚能射流侵徹雙層靶板結構的過程進行數(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構的毀傷效應。
　　再次，為考核聚能射流的后效毀傷能力，對復合靶板結構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合靶板結構的過程，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)值毀傷結果獲取聚能射流及

4、沖擊波載荷對結構的毀傷模式。并將聚能射流及沖擊波載荷聯(lián)合作用下的毀傷結果與試驗結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果，并結合縮比試驗方法，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，為潛艇結構在遭受聚能戰(zhàn)斗部水中兵器襲擊后的毀傷分析提供