舰船舱内爆炸载荷特征与板架毁伤规律分析

[目的]炸药在自由场、舱室内爆炸时,载荷特征存在很大差别。[方法]模拟不同药量炸药在自由场、密闭舱室与开口舱室中爆炸的过程,并对比数值计算载荷与亨利奇公式计算结果,分析炸药在密闭舱室以及开口舱室内的载荷特征。[结果]研究表明,在密闭舱室中,冲击波在角隅处形成汇聚压力,其在角隅处的冲击波总冲量约为板架中心处冲击波总冲量的1.45倍,而开口舱室角隅处的压力并不明显;与密闭舱室相比,开口舱室的反射压力峰值与准静态压力值均较小;开口舱室的冲击波总冲量约为密闭舱室的20%;密闭舱室板架的失效模式为板架沿加强筋发生塑性变形,沿角隅发生撕裂;开口舱室角隅处并未发生撕裂,但开口边缘处发生了外翻变形;只考虑冲击波作用时,采用数值模拟方法得到的板架中心最大变形值与简化计算方法得到的值比较接近,但在同时考虑冲击波、准静态压力作用时,误差较大。[结论]研究结果可为舱室内爆载荷的特征与板架毁伤规律提供较为合理的预报。

水下爆炸圆柱壳冲击波绕射特性分析

水下爆炸冲击波入射到圆柱壳结构表面时,由于圆柱壳结构的特殊性,冲击波经过圆柱壳顶端时会改变传播方向,从而到达圆柱壳背爆面,到达背爆面的冲击波称为绕射冲击波。为了研究绕射冲击波的特性以及圆柱壳周围的压力分析,本文通过ALE流固耦合法对冲击波与圆柱壳结构相互作用过程中产生的压力场进行仿真和分析,建立了包含圆柱壳、空气及流场在内的有限元模型,给出了在不同板厚与爆距下研究圆柱壳周围的压力场分布情况。研究结果表明:ALE方法很好地模拟了冲击波在圆柱壳周围的传播过程和波动效应。迎爆面处测点压力时程曲线脉宽大,峰值高,背爆面测点压力时程曲线压力低但脉宽大;在不同板厚与爆距时,背爆面各处的压力峰值与脉宽趋于一致,绕射所产生的压力并不显著。随着爆距和板厚的增加,背爆面的脉宽值与临界点处的值趋于一致。