水下目标在水下爆炸作用下的毁伤指标研究
2012-09-08张志华梁胜杰胡俊波
振动与冲击 2012年10期
李 万,张志华,梁胜杰,胡俊波
(海军工程大学 兵器工程系,武汉 430033)
炸药在水下爆轰瞬间产生的能量可以使爆炸产物气泡瞬时达到高温高压,产生的冲击波、气泡和压力波等会对水下目标造成毁伤。因此人们十分关注水下爆炸对水下目标的毁伤效果的研究,其研究成果广泛应用于民用和军事领域,如在民用上通过水下检测仪器的抗毁伤研究,可以确定临近水下设施的安全距离;在军事上通过研究舰船的抗毁伤[1-2],可以确定船体的薄弱环节从而进行改进;而深入研究水下目标的抗毁伤,不仅在反舰作战时,能有效增强水中兵器抗毁伤能力,同时也能在反水中兵器攻击中发挥重要作用。
对水下爆炸比较系统的研究可以追溯到库尔于1949年出版的《水下爆炸》[3],该书论述了水下爆炸的基本物理现象以及传播机理。随着计算机的高速发展,采用建立动力学方程并进行数值计算,模型试验和数值计算[4-6]成为研究者常用的研究手段,这样可以节省试验经费提高效率。黄晓明等[7]对建立的箱型梁模型在近距水下爆炸作用下的中垂破坏模式进行了试验研究,张振华等[8]利用有限元程序MSC.DYTRAN中强大的流固耦合功能研究船体的结构毁伤,牟金磊等[9]利用有限元软件ABAQUS/EXPLICIT计算固支方板破口大小。然而,在实际之中,特别是水下目标,人们积累的经验很少,边界条件难以确定以及毁伤机理十分复杂,利用数值仿真难以实现,为避免数值计算,研究者常采用毁伤指标来描述目标的毁伤效果,姚熊亮等[10-12]采用不同的冲击因子指标来分析结构毁伤情况;……
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