水下爆炸载荷作用下舰船结构极限强度研究

舰船结构极限强度计算及试验研究汤红霞;王晓宇;刘见华;吴卫国【摘要】采用非线性有限法进行舰船极限强度计算，并结合劳氏军规中关于极限强度的要求进行极限强度评估。

依据极限强度评估结果，确定模型试验的研究对象，基于非线性有限元计算和模型试验结果进行实船极限强度预报，形成一套非线性有限元法和模型试验相结合的实船极限强度预报方法，为舰船的极限强度计算和试验提供参考。

%Ultimate strength of a warship is calculated by non-linear FEM and is evaluated according to the requirements of Lloyd’s Rules and Regulations for the Classification of Naval Ships. It determines the study subject for the model test based on the evaluation, and forecasts the real ship ultimate strength based on the calculation from the nonlinear FEM and model test results. It finally forms a method to predict the real ship ultimate strength by the combination of nonlinear FEM and model test, which can provide reference for the calculation and test of the ultimate strength of warships.【期刊名称】《船舶》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】4页(P26-29)【关键词】极限强度;非线性有限元方法;模型试验【作者】汤红霞;王晓宇;刘见华;吴卫国【作者单位】中国船舶及海洋工程设计研究院上海 200011;中国船舶及海洋工程设计研究院上海 200011;中国船舶及海洋工程设计研究院上海 200011;武汉理工大学武汉 430063【正文语种】中文【中图分类】U661.43舰船的总纵极限强度（即极限承载能力）是指舰船航行中，在极端荷载条件下，抵抗纵向弯曲的能力，一般以舰船受总纵弯曲时剖面的极限弯矩作为衡量指标，它是舰船结构设计中非常重要的环节。

水下礁石爆破对建筑、船舶及水生环境的影响分析摘要：水路运输因其具有成本低廉运量大等优点逐渐被人们所重视，船舶也逐渐向着高速化、大型化发展，对水路通航质量也提出了更高的要求。

随着全国“振兴西部计划”、“长江经济带”及“一带一路”等重大战略举措的实施，对长江上游地区开展一系列的航道整治措施来提高其运载能力势在必行。

水下礁石爆破是航道整治中最为常见的整治措施，炸药在水下爆炸后会产生巨大的冲击波，对周围构筑物、船舶以及水生环境有一定的破坏作用，本文介绍了水下钻孔爆破对周围构筑物、船舶以及水生环境的影响。

关键词：水下礁石爆破；地震效应；气泡脉冲Abstract：Waterway transportation has been paid more and more attention because of its advantages such as low cost and large transportation volume. Ships are gradually developing towards high speed and large scale, and higher requirements are put forward for waterway navigation quality. With the implementation of majorstrategic initiatives such as "revitalizing the west", "Yangtze River Economic Belt" and "One Belt and One Road", it is imperative to carry out a series of waterway regulation measures in the upper reaches of the Yangtze River to improve its carrying capacity. Underwater rock blasting is the most common regulation measure in waterway regulation. Explosive will produce huge shock wave after underwater explosion, which will destroy surrounding structures, ships and aquatic environment to a certain extent. This paper introduces the influence of underwater drilling blasting on surrounding structures, ships and aquatic environment.Key Words：Underwater reef blasting; Seismic effect; Bubble pulse0引言水下爆破，指在水中、水底或临时介质中进行的爆破作业。

国外潜艇抗水下非接触爆炸研究概述摘要:潜艇抗水下非接触爆炸研究一项技术难度大、试验风险性高等特点,开展潜艇抗水下非接触爆炸研究具有十分重要意义。

本文通过对国外潜艇抗水下非接触爆炸研究分析,可为我国下一步开展潜艇抗爆抗冲击研究提供了参考。

关键词:潜艇水下爆炸抗冲击潜艇以其隐蔽性好、机动灵活、打击能力强等优点,作为一种重要战略力量,受到各国海军的重视,同时在海上战争中,潜艇也是受攻击的主要目标。

随着现代兵器技术的快速发展,潜艇生命力面临着日益严重的威胁,这些威胁包括导弹、炸弹、炮弹、鱼雷、水雷和深弹等兵器攻击。

对于潜艇而言,爆炸载荷按作用介质的不同主要分为空中爆炸载荷和水下爆炸载荷;按作用距离不同可以为分为接触爆炸和非接触爆炸。

非接触爆炸不仅可造成艇体的破损,同时还可机电设备损坏、电路短路、轴系变形而伤失战斗力。

因此各国对潜艇抗水下爆炸研究都非常重视[1]。

由于潜艇抗冲击研究是一项军事目的强、技术难度大、试验风险高、环境污染大等特点,具有较高的保密性,因此有关潜艇抗爆抗冲击的技术文件公开很少。

本文广泛搜集了国外潜艇抗冲击研究资料,经过归纳整理,从理论研究、仿真计算研究、试验研究等方面进行论述,可为我国潜艇抗爆抗冲击研究提供了参考。

1 理论研究由于潜艇在水下爆炸作用下的冲击响应是一个强非线性过程,作用过程十分复杂,解析理论只适用于装药水下爆炸本身和简单结构的动响应研究,不适合求解复杂的工程结构。

潜艇抗水下非接触爆炸按能量作用过程可分为四个阶段,即装药水下爆轰、冲击波及气泡脉动产生、冲击波及气泡脉动与潜艇流固耦合作用、潜艇冲击响应。

1941年Taylor,将水视为线性流体,提出了空背板结构在水下爆炸弱击波作用下计算方法[5]。

Keill对舰船的爆炸动响应和破坏进行了综述。

指出水面舰船的船体破坏主要分为三种模式。

第一种模式为舷侧破坏,主要由水下爆炸冲击波引起。

第二种模式为底部结构破坏,由船底下方爆炸引起的冲击波和气泡脉动压力作用所至。

关于船舶与海洋工程结构极限强度的探讨船舶与海洋工程结构极限强度是指在极端情况下，船舶或海洋工程结构所能承受的最大载荷。

这一技术参数对于船舶与海洋工程的设计、建造和运营都具有重要的意义。

关于船舶与海洋工程结构极限强度的探讨是非常必要的。

船舶与海洋工程结构所面临的极端载荷主要包括海洋风浪、地震、船舶碰撞等外部载荷，以及船舶自重、载货载员、船舶运动引起的加速度等内部载荷。

这些载荷的组合可能会导致船舶与海洋工程结构的破坏，因此对于极限强度的研究和认识至关重要。

船舶与海洋工程结构的极限强度与材料的力学性能、结构的几何形状、结构的连接方式等因素密切相关。

通过研究这些因素对极限强度的影响，可以为结构设计和材料选择提供重要的参考依据。

也可以通过改变结构的几何形状或连接方式等来提高结构的极限强度，从而增强结构的安全性和可靠性。

船舶与海洋工程结构的极限强度研究需要进行大量的试验和数值模拟。

通过试验可以直接获取结构在不同载荷下的破坏性能，而数值模拟则可以对破坏过程进行进一步的分析和预测。

综合利用试验和数值模拟的方法，可以更全面地认识和了解结构的极限强度特性。

船舶与海洋工程结构的极限强度研究是一个复杂而又具有挑战性的课题。

随着船舶与海洋工程结构的不断发展和需求的不断增加，对于极限强度的研究和探讨也将变得更加紧迫和迫切。

只有通过不断地深入研究和探讨，才能更好地保障船舶与海洋工程结构的安全可靠，从而为海洋工程事业的发展做出更大的贡献。

船舶与海洋工程结构极限强度的探讨是一个复杂而又迫切的问题，需要科研人员和工程技术人员共同努力。

相信随着不断的努力，船舶与海洋工程结构的极限强度问题一定能够得到有效的解决，为船舶与海洋工程的发展提供更加坚实的基础。

水下爆炸载荷作用下舰船结构极限强度研究水下爆炸载荷作用下舰船结构极限强度研究随着军事技术的不断发展，水下爆炸作为一种先进的战术手段被广泛应用。

在水下爆炸的作用下，舰船结构的极限强度成为关键问题。

因此，对水下爆炸载荷作用下舰船结构极限强度的研究具有重要的意义。

在水下爆炸载荷作用下，舰船结构会受到极大的冲击力和压力波的作用。

这些作用会引起船体的变形、破裂和崩塌，从而对舰船的安全性产生威胁。

因此，为了能够预防和防范水下爆炸事故的发生，需要对船体结构的极限强度进行研究。

舰船结构的极限强度研究是基于材料力学和结构力学的理论研究。

在进行船体结构的强度计算时，需要考虑到材料的力学特性、船体结构的几何形状和水下爆炸载荷的作用特点等因素。

其中，水下爆炸载荷对船体结构的破坏主要有三种形式：冲击性破坏、冲击痕迹破坏和压力波破坏。

在进行船体结构的强度计算时，需要采用合适的数值模型和计算方法。

目前，常用的数值计算方法包括有限元法、边界元法、网络法等。

在确定数值模型和计算方法后，需要进行参数的选择和设置。

其中，重要的参数包括材料的弹性模量、泊松比、密度和破裂韧性等。

这些参数的选择与设置直接影响到强度计算的结果和准确性。

在进行强度计算时，需要对船体结构进行不同的负载情况下的分析。

常见的负载情况包括静荷载、动荷载和地震荷载等。

这些负载情况下，船体结构的受力情况和变形情况都有所不同。

经过对舰船结构极限强度的研究，可以得出舰船在水下爆炸载荷作用下的破坏模式和强度情况。

这些研究成果可以为船体结构的设计、修理、修改等提供重要的参考依据。

总之，水下爆炸载荷作用下舰船结构极限强度研究是一项复杂而重要的工作。

通过采用合适的数值模型和计算方法，选择适当的参数和进行不同负载情况的强度分析，可以为舰船的安全性提供保障。

根据现有文献和实验数据，以下是一些与水下爆炸载荷作用下舰船结构极限强度相关的数据:1. 爆炸药量的影响爆炸药量的大小对船体结构损伤的程度有很大的影响。

第25卷第5期水下无人系统学报 Vol. 25No. 5 2017年12月 JOURNAL OF UNMANNED UNDERSEA SYSTEMS Dec. 2017收稿日期: 2017-09-30; 修回日期: 2017-11-10.基金项目: 国家自然科学基金项目(51479204、51409253、51679246).作者简介: 金 键(1990-), 男, 在读博士, 主要研究方向为舰船抗爆抗冲击.[引用格式] 金键, 朱锡, 侯海量, 等. 水下爆炸载荷下舰船响应与毁伤研究综述[J]. 水下无人系统学报, 2017, 25(5): 396-409.【编者按】现代舰船的生命力和战斗力受到鱼、水雷等水中兵器的严重威胁, 开展水下爆炸载荷下舰船响应与毁伤研究具有十分重要的现实意义。

水下爆炸载荷下舰船的响应与毁伤过程是复杂的非线性动态过程, 属大变形、强非线性问题, 涉及流体力学、气泡动力学、爆炸力学、塑性力学、塑性动力学、结构力学、断裂力学、结构振动学、水弹性力学及计算机应用等众多学科及相互之间的交叉。

目前对水下爆炸的基本过程、物理现象和载荷特性的研究较为成熟, 对复杂边界条件下的水下爆炸过程和载荷特性的研究也有了长足的进展, 而水下爆炸载荷下舰船动响应过程、毁伤机理问题还有待进一步研究。

在受到水中兵器的攻击情况下, 如何根据舰船动响应过程与毁伤机理合理选取材料、设置优化结构是舰船防护中亟待解决的问题。

在国内, 朱锡教授带领的舰船抗爆抗冲击技术研究团队在舰船防护装甲材料、舰船防护结构设计方法、舰船结构防护/承载/隐身多功能一体化等方向有深入研究, 取得了一批原创性成果。

目前团队承担着武器装备预研项目、国防973项目、国家自然科学基金重点项目等多项国家级项目的研究与研制任务。

本刊特邀其团队成员金键博士系统梳理了水下爆炸下舰船响应与毁伤问题, 以综述形式呈现, 旨在让读者对水下爆炸的过程、分类和载荷特征、舰船动响应过程和毁伤机理以及研究方法和研究趋势有清晰的了解与认识。