舰船靶标设计中的材料等效方法

姚熊亮， 王治， 叶墡君， 王志凯 (哈尔滨工程大学 船舶工程学院，黑龙江 哈尔滨 150001)

反舰导弹通过侵彻至舰船内部并爆炸来对舰船造成毁伤[1-2]。舰船典型结构为空间板架结构，板架结构中纵骨与横梁相互交错，以提高船体结构强度。板架结构板厚较小，板格部分较容易被导弹穿透，而纵骨与横梁等型材会显著影响导弹的受力和姿态，对导弹的侵彻起到抵挡作用[3]。开展板架结构与反舰导弹的高速侵彻耦合动力学问题研究，对预测反舰导弹在侵彻舰船板架结构时的弹道特性及板架结构毁伤有重要的意义。对于反舰导弹侵彻能力的考核与评估常常采用舰船陆地靶标侵彻试验。舰船多采用高强度特种钢制造，钢材价格昂贵，如仍采用特种钢制作舰船靶标，则造价过高，使得试验成本过高。因此，有必要开发采用普通钢替代特种钢的舰船靶标设计技术。目前国内对于普通钢代替特种钢的材料等效方法，主要采用强度等效方法。对于平板而言，此种方法保证原型与模型的板厚与屈服强度的乘积相等。此方法虽在工程中得到了一些应用，但尚有缺陷，通过此方法计算出的等效板厚偏大。且此方法缺乏理论证明，不能保证侵彻毁伤效应的相似性。此外，加筋板侵彻与侵彻平板靶板的动力学响应存在差异，板架结构加强筋的存在会影响弹体的弹道特性。在传统的舰船靶标的设计方法中，依据质量等效法将舰船板架等效为一定厚度的光板结构，将此作为舰船实际板架结构的等效设计方法[4]。……