张 玮，史少华

（1.海军装备研究院舰船研究所，北京 100161；2.海军航空工程学院，山东 烟台 264001）

水面舰艇受到水下爆炸冲击时，全舰结构的动响应、局部结构的破损以及内部装备的失灵程度都关系到水面舰艇的战斗力、续航力和舰员的生命安全［1］。长期以来研究人员的注意力大都集中在船体结构和设备的抗冲击防护上而忽视了对舰员抗冲击响应的研究。因涉及军事机密，很少公开相应的研究成果［2］。刘新祥等［3］建立人体的集中参数模型（lumped parameter model）来研究人体对冲击的响应。R.M.Mahone等［4］利用人体关节模型（articulated total body，ATB）研究了舰艇不同位置的坐姿舰员对水下爆炸冲击的生物力学响应，并对损伤危险性进行评估。P.R.Payne等［5］利用有限元法研究人体对冲击的响应。上述这些研究工作，主要是基于人体动力学模型。Z.Zong等［6］对坐姿舰员的冲击响应进行研究，并首次考虑到水下爆炸冲击效应。柯文棋等［7］也开展了这方面的研究。本文中主要基于站立、坐姿、行走状态下人体集中参数模型，分析水下爆炸载荷作用下舰员的冲击响应和冲击强度与人体损伤之间的关系，并依据常用损伤标准进行损伤程度评估，为舰员的冲击防护提供指导。

1 水面舰艇人员对水下爆炸冲击响应的计算方法

假设水面舰艇结构由底板和甲板组成。单位面积底板和甲板的质量分别为m1和m2，底板和甲板之间通过内部结构连接，连接结构的刚度和阻尼分别为k2和c2，底板另一侧与水接触。假设爆源的装药量为W，在爆源中心位置与底板距离R处爆炸，冲击波作用于底板，并通过底板直接传递给站立或行走状态下的舰员或通过座椅传递给坐姿的舰员。……