基于ABAQUS的近距水下爆炸對(duì)艦艇的沖擊響應(yīng)研究

2.3 船體加速度響應(yīng)和速度沖擊響應(yīng)

測(cè)點(diǎn)布設(shè)工況圖如圖5所示，艦艇底板中心測(cè)點(diǎn)垂向加速度和垂向速度時(shí)歷曲線(xiàn)如圖6所示。

從圖6(a)中艦艇底板中部測(cè)點(diǎn)垂向加速度時(shí)歷曲線(xiàn)可以看出，由于非接觸水下爆炸壓力波包含沖擊波和多次氣泡脈動(dòng)壓力，且受到與結(jié)構(gòu)的相互耦合作用的影響，其中氣泡膨脹產(chǎn)生的氣泡脈動(dòng)壓力的能量以低頻為主，沖擊波的能量主要集中在中高頻。圖6(b)中艦艇底板中心垂向速度歷程曲線(xiàn)可以看出，初始階段是沖擊波作用，之后在反射稀疏波作用下速度迅速下降，到0.12 s左右第一次氣泡脈動(dòng)作用開(kāi)始，測(cè)點(diǎn)開(kāi)始加速，氣泡脈動(dòng)對(duì)艦艇結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較明顯的作用。氣泡脈動(dòng)對(duì)艦艇的損傷在一些時(shí)候會(huì)比沖擊波更為嚴(yán)重。其原因是水下爆炸沖擊波壓力往往會(huì)造成艦船的局部損傷，而現(xiàn)代艦船的設(shè)計(jì)一般有足夠的強(qiáng)度來(lái)抵抗結(jié)構(gòu)的局部損傷。從另一方面來(lái)看，當(dāng)艦艇受到非接觸水下爆炸沖擊作用時(shí)，艦艇底板和底層甲板抵消了大部分的沖擊載荷，有效的保護(hù)了上層甲板和艙室中設(shè)備和人員的安全。

3 結(jié)論

本文運(yùn)用有限元程序ABAQUS對(duì)某型艦艇在近距離非接觸水下爆炸作用下的沖擊響應(yīng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，有效解決了流固耦合和邊界條件的處理等問(wèn)題，并詳細(xì)給出了某型艦艇遭受近距離水下爆炸后的沖擊響應(yīng)結(jié)果，獲得了艦艇的應(yīng)力響應(yīng)、加速度響應(yīng)和速度響應(yīng)的規(guī)律。數(shù)值模擬艦艇在非接觸水下爆炸作用下的沖擊響應(yīng)規(guī)律與實(shí)際計(jì)算分析結(jié)果基本相符，具有較高的可信度，為實(shí)船爆炸試驗(yàn)的開(kāi)展提供參考。