气泡运动与舰船设备冲击振动关系的试验验证

由于水下爆炸和舰船动态响应的复杂性,对舰船水下爆炸动响应的认识的深刻程度主要来自试验现象和试验数据的分析。由于水下爆炸冲击波和二次压力波早已在水下爆炸试验测量中被发现,因此,在舰船和设备水下爆炸动响应的理论分析和计算过程中只将药包水下爆炸的冲击波作为主要外力,有时也考虑二次压力波的作用。也有人在研究中发现,气泡的运动有时对于舰船设备的运动是重要的。作者于1995年在浮动冲击平台水下爆炸试验中发现“水下爆炸气泡膨胀产生的滞后流是使安装频率为数十赫兹的舰船设备产生冲击振动的主要能源”。近年来,发表的水下爆炸气泡运动的研究文献增多,但是,基本没有涉及气泡运动与舰船设备冲击振动的关系。在2003年的圆筒模型水下爆炸试验研究中,作者从另一种角度,用更加简明有力的证据,验证了上述结论。显然,这一发现不仅对于建立正确的理论计算力学模型有重要作用,甚至对于舰船防护的研究乃至水中兵器的研究都有着重要意义。

浮动冲击平台水下爆炸冲击谱测量与分析

物体运动的时域曲线具有直观性 ,频域分析可以更深刻地认识物体的运动特性。冲击谱分析是研究冲击运动的频域分析方法 ,但是冲击加速度测量的零漂现象影响了冲击谱的正确性。我们在浮动冲击平台水下爆炸试验中 ,用加速度计算得到的冲击谱和簧片仪测量的冲击谱互相验证的方法获得了准确的冲击谱。本文通过分析表明 :冲击谱不但可以估算舰船设备受到的冲击响应值 ,还得到了水下爆炸产生的3个过程 ,即冲击波 ,滞后流和二次压力波的3种能量作用在冲击谱的3个不同频段 。

舰船设备冲击环境的能源研究

在浮动冲击平台水下爆炸试验中，低频簧片仪的责片应变曲线展示了簧片对水下爆炸响应的全过程。在研究簧片应变曲线与水下爆炸作用外力对应关系时，发现了水下爆炸气泡膨胀产生的滞后流与舰船设备冲击振动响应的重要联系，并用丰富的理论和实验数据证实了“水下爆炸滞后流使舰船产生的（阶跃）位移是安装频率为数十赫兹的舰船设备冲击振动的主要能源”，而冲击波具有的能量对舰船设备冲击振动的贡献是微不足道的。

气泡运动与舰船设备冲击振动关系的试验验证

水下爆炸对舰船的影响研究已经有一个半世纪的历史了。由于水下爆炸和舰船动态响应的复杂性，对舰船水下爆炸动响应的认识的深刻程度主要来自试验现象和试验数据的分析。而试验数据的精确程度取决于技术的进步，取决于品质优良的传感器及高速度和高精度记录器的问世和进步。由于水下爆炸冲击波和二次压力波早已经在水下爆炸试验测量中被发现，因此，在舰船和设备水下爆炸动响应的理论分析和计算过程中只将药包水下爆炸的冲击波作为主要外力，有时也考虑二次压力波的作用。也有人在研究中发现，气泡的运动有时对于舰船设备的运动是重要的。我们于1995年在浮动冲击平台水下爆炸试验中发现“水下爆炸气泡膨胀产生的滞后流是使安装频率为数十赫兹的舰船设备产生冲击振动的主要能源”。近年来，发表的水下爆炸气泡运动的研究文献增多，但是，基本没有涉及气泡运动与舰船设备冲击振动的关系。在2003年的圆筒模型水下爆炸试验研究中，我们换了一种角度，用更加简明有力的证据，验证了上述结论。显然，这一发现不仅对于建立正确的理论计算力学模型有重要作用，甚至对于舰船防护的研究乃至水中兵器的研究都有着重要意义。