近场水下爆炸作用下箱形梁整体损伤特性研究

李海涛，张永坤，张振海

(1.海军工程大学 科研部，湖北 武汉430033;2.海军91439 部队，辽宁 大连116041)

0 引言

现代海战中，舰船遭受的水下爆炸攻击多以近场作用为主。舰船的细长结构形式决定了其固有频率多在几个赫兹范围内，这与常规水中兵器爆炸形成的气泡脉动频率吻合，爆炸气泡与舰船之间的耦合激励作用更容易被激发出来。研究舰船在近距水下爆炸作用下的整体响应特点及损伤模式，对于水中兵器设计及舰船结构防护均具有重要意义。

关于水面整体结构在水下爆炸作用下的响应研究，已有工作主要集中于中远距离爆炸［1－3］。近年来，随着人们对水下爆炸载荷认识的加深，近距爆炸载荷作用下舰船整体响应研究逐步增多。如文献［4］对船体梁模型在中部近场爆炸气泡作用下的动态响应特性进行了研究，发现气泡收缩过程中船体梁处于中垂应力状态，最后对中垂弯曲载荷的形成原因进行了分析。文献［5］利用有限元和边界元相结合的方法对气泡近场作用下舰船整体运动响应情况进行了模拟，发现气泡脉动期间，舰船整体出现中垂变形，但并未对破坏机理进行深入分析，也未给出中垂破坏的条件。

本文利用试验和数值仿真相结合的方法，对箱形梁模型在水下近距非接触爆炸作用下的整体响应特性进行研究。分析了爆炸气泡激起梁低阶运动时，梁的总体响应特点及损伤模式，初步给出了中垂损伤条件，并简要分析了损伤机理。……