基于ABAQUS的近距水下爆炸對艦艇的沖擊響應研究

2.3 船體加速度響應和速度沖擊響應

測點布設工況圖如圖5所示，艦艇底板中心測點垂向加速度和垂向速度時歷曲線如圖6所示。

從圖6(a)中艦艇底板中部測點垂向加速度時歷曲線可以看出，由于非接觸水下爆炸壓力波包含沖擊波和多次氣泡脈動壓力，且受到與結構的相互耦合作用的影響，其中氣泡膨脹產生的氣泡脈動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作用開始，測點開始加速，氣泡脈動對艦艇結構產生較明顯的作用。氣泡脈動對艦艇的損傷在一些時候會比沖擊波更為嚴重。其原因是水下爆炸沖擊波壓力往往會造成艦船的局部損傷，而現代艦船的設計一般有足夠的強度來抵抗結構的局部損傷。從另一方面來看，當艦艇受到非接觸水下爆炸沖擊作用時，艦艇底板和底層甲板抵消了大部分的沖擊載荷，有效的保護了上層甲板和艙室中設備和人員的安全。

3 結論

本文運用有限元程序ABAQUS對某型艦艇在近距離非接觸水下爆炸作用下的沖擊響應進行了數值模擬，有效解決了流固耦合和邊界條件的處理等問題，并詳細給出了某型艦艇遭受近距離水下爆炸后的沖擊響應結果，獲得了艦艇的應力響應、加速度響應和速度響應的規律。數值模擬艦艇在非接觸水下爆炸作用下的沖擊響應規律與實際計算分析結果基本相符，具有較高的可信度，為實船爆炸試驗的開展提供參考。