鞍形舱壁结构抗爆炸冲击特性初步研究

摘要

随着先进的水中作战武器杀伤力的大幅度提高，潜艇结构，设备及人员的冲击环境更加恶劣。潜艇抗爆炸冲击性能已成为衡量其战斗技术性能的重要指标。因此,为适应21世纪海战的要求,提高潜艇的抗爆炸冲击能力,研究潜艇新型防护结构是一项十分紧迫的任务,具有重大的军事和经济效益。鞍形舱壁结构是新近提出来的一种潜艇艉端舱壁结构形式，它由圆环壳、圆球壳以及连接两者的强力加强环组成。
　　 本文针对这种新形结构，采用有限元软件ANSYS/LS-DYNA，对其在水下爆炸载荷作用下的动态响应进行分析。论文分析了圆球壳半径、强力加强环半径、加强环截面尺寸、圆球壳厚度、圆环壳厚度、圆球壳和圆环壳厚度比等主要设计参数对鞍形舱壁结构抗爆炸冲击性能的影响。本文还分析了炸药方位、炸药量对鞍形舱壁结构动响应的影响。数值分析结果表明：加强环的半径对鞍形舱壁结构抗爆炸冲击性能的影响很大，加强环截面高度、宽度值比较接近时,鞍形舱壁结构抗爆炸冲击性能会较好；圆球壳半径越小，鞍形舱壁结构抗爆炸冲击性能越好，但影响有限；仅变化圆球壳的厚度只对圆球壳本身的抗爆炸冲击性能有一定影响，而对加强环和圆环壳的抗爆炸冲击性能几乎没有影响，类似地，变化圆环壳的厚度也仅对圆环壳本身的抗爆炸冲击性能有一定影响。在相同爆距、不同炸药量情况下，结构上测点的轴向位移和Von Mises应力都随着药量近似呈抛物线增加。