深水爆炸下凸型加筋锥柱壳结构的破坏模式

梁浩哲，张庆明，龙仁荣，任思远

(北京理工大学 爆炸科学与技术国家重点实验室，北京 100081)

0 引言

锥柱结构是现代深潜装备舱室过渡广泛采用的一种形式[1]，由于锥柱结构存在过渡角，这种结构的自身几何突变导致其受到爆炸载荷作用后，受力、变形比圆柱壳结构更加复杂，且水深对结构的动态响应有巨大影响，因此非常有必要对典型深潜结构在深水爆炸载荷下的动态响应问题进行研究。

现有典型深潜结构抗爆实验研究多以圆柱壳、加筋圆柱壳在浅水爆炸下的动态响应为主，Brett等[2]、袁建红等[3]、卢熹等[4]、Gauch等[5]多位学者开展了浅水爆炸实验。汪俊等[6]、姚熊亮等[7]、贾宪振[8]、Fathallah等[9]、Gannon等[10]开展了数值仿真工作，获得了圆柱壳结构的动态响应过程与多种变形破坏模式，但研究成果中基本不考虑静水压作用对结构动态响应结果的影响。

深水环境中的结构在受到爆炸载荷前，已经获得由高静水压载荷形成的初始预应力，因此深水爆炸条件下结构的变形、破坏过程将更加复杂。目前针对典型深潜结构深水爆炸动态响应的研究比较少，日本学者Tamostu[11]进行了一系列加筋圆柱壳深水爆炸实验研究，在深海之中分别对4种合金钢材料制成的双层内加筋圆柱壳结构进行了爆炸实验，获得了圆柱壳结构在最大300 m水深环境、不同药量工况下的变形破坏结果，总结出加筋圆柱壳肋间壳板凹陷变形的破坏规律；并根据载荷条件、结构参数与变形结果，建立了描述结构变形的计算模型。……