水下爆炸船体梁总体响应特性数值模拟

刘丽滨，李海涛，刁爱民，张海鹏，杨理华

（1. 海军潜艇学院，山东 青岛 266199；2. 海军工程大学舰船与海洋学院，湖北 武汉 430033）

随着精确制导武器的发展，舰船遭受水下非接触爆炸攻击受到了广泛关注。 水下爆炸冲击波主要造成船体局部损伤，而爆炸气泡脉动频率接近舰船的低阶垂向固有频率，易造成船体总体损伤。在水下爆炸冲击波和气泡脉动的联合作用下，舰船的总体响应特性则更加复杂。

水下爆炸作用下的舰船响应研究多集中于中远场爆炸[1-3]，而近场非接触爆炸作用下舰船总体响应研究相对较少。随着水下爆炸研究工作的不断深入，针对水下非接触爆炸作用下舰船总体响应的研究逐渐增多[4-8]。Wang 等[9]通过试验与数值模拟相结合研究了船体梁的总体损伤特性，提出了船体梁总体损伤的3 种主要模式；Zhang 等[10]基于Abaqus 建立了水下爆炸作用下船体结构的三维流固耦合模型，研究气穴影响下船体结构的动态响应；李海涛等[11]基于Dytran 有限元软件研究了半封闭船体梁结构的总体损伤特性，初步分析了船体梁发生中垂损伤的机理；王龙侃等[12]基于Abaqus利用LS-DGFDG 方法研究了船体板架结构的近场水下爆炸毁伤特性。

在以上研究的基础上，本研究将以炸药在船体梁中部正下方爆炸为研究对象，利用Abaqus 有限元软件建立水下爆炸作用下全封闭船体梁的数值计算模型，进一步对船体梁的总体响应特性进行分析，初步给出船体梁发生中垂、中拱等损伤模式的条件，为水下非接触爆炸作用下舰船总体响应研究提供参考。……