郭志荣, 陆文俊, 金晓宇

鱼雷爆炸作用下潜艇鞭状运动响应仿真分析

郭志荣, 陆文俊, 金晓宇

(海军士官学校 兵器系, 安徽 蚌埠, 233012)

为了提高鱼雷水下近场爆炸对潜艇的毁伤效果, 分析爆炸载荷作用下潜艇结构鞭状运动响应规律,文中从能量叠加关系出发, 将爆炸载荷按时间顺序分解为冲击波载荷、气泡脉动载荷和气泡低压载荷3个阶段。建立单质点弹簧系统, 分析三阶段载荷与潜艇结构振动之间的能量叠加关系, 并基于对载荷的分析, 对不同能量结构的潜艇结构鞭状运动响应进行仿真。仿真结果与试验数据吻合较好, 说明单质点弹簧系统能够定性描述鱼雷在潜艇中部近水场爆炸时, 潜艇结构鞭状运动的能量叠加关系。文中工作可为分析鱼雷近场水下爆炸载荷作用下的潜艇结构鞭状运动毁伤效果提供理论依据。

鱼雷; 潜艇; 水下爆炸; 鞭状运动; 单质点弹簧系统

0 引言

鱼雷攻击潜艇发生近场水下爆炸, 在特定的工况下, 气泡脉动载荷诱发的鞭状运动会危及潜艇的总体强度, 甚至直接将其折断[1-2]。圆柱壳作为潜艇典型的结构形式, 因其在水下爆炸作用下的载荷及毁伤特性一直受到学者们的关注[3]。李玉节等[4]针对船体梁模型, 在计算船体鞭状运动时考虑剪切变形的影响, 在弹性范围内与实验结果吻合较好。宗智等[5-7]在此基础上考虑塑性变形的影响, 采用刚塑性理论求解鞭装响应过程中塑性变形起主导作用的中间时期, 分析了潜艇在水下爆炸载荷下的鞭状运动特性。……