金属蜂窝夹层结构抗水下爆炸特性*

魏子涵，赵振宇，叶 帆，裴轶群，王 昕，张钱城，卢天健

（1.西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室，陕西 西安 710049；2.南京航空航天大学多功能轻量化材料与结构工信部重点实验室，江苏 南京210016；3.南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室，江苏 南京210016；4.中国船舶及海洋工程设计研究院，上海200011；5.上海船舶工艺研究所，上海200032）

随着各类水下武器爆炸威力的提升，舰船在现代战争中的生存环境日趋恶劣，海上作战的保障能力受到前所未有的挑战，舰船结构的抗爆抗冲击能力成为衡量舰船生命力最重要的技术指标，如何提升舰船的防护能力是各国海军的研究重点[1]。

舰船底部是主机、武器装备等的工作平台，也是容易遭受水下武器攻击的重点部位，底部结构的抗水爆性能对舰船生命力尤其重要。目前，舰船水下外板的单元形式多为加筋板架结构，与其相关的研究开展相对较早，研究成果也较为丰富[2-8]。然而，承受水下爆炸载荷时，由于船底结构的加强筋较强，加强筋与面板变形的量值不一致：面板会出现较大的局部凹陷，冲击载荷较强时面板发生撕裂破坏，而加强筋不完全破坏[9]，结构本身的防护性能未得到充分发挥。在这种情况下，金属夹层结构以其轻质、高强、高效吸能、可设计性强等优点成为一种新型的舰船防护结构，引起了广泛关注。以金属四方蜂窝夹层结构为例，相关研究包括理论、模拟及实验3个方面。理论和模拟方面，Fleck 等[10]将夹层结构在爆炸冲击载荷作用下的响应过程分为流固耦合、芯体压溃和整体弯曲/拉伸变形3 个阶段。……