舱内爆炸作用下舰船舱壁失效机理与抗破损设计

作者：李营; 张磊; 杜志鹏^*; 周心桃; 肖登宝; 任宪奔; 方岱宁

来源：中国造船, 2019, 60(03): 27-34.

DOI：10.3969/j.issn.1000-4882.2019.03.003

• 失效模式
• 舱内爆炸
• 抗爆性能
• 水密舱壁
• 变形协调装置

水密舱壁破损是反舰导弹舱内爆炸作用下舰艇多舱进水沉没的重要原因。开展了舱内爆炸作用下方形板的失效模式的试验研究,进行了数值仿真分析,结合应力状态、应力变化和塑性变形特性分析了有无变形协调装置时舱壁的失效机理,在不明显增加结构重量的前提下提出了一种基于变形协调机制的高性能抗破损设计,讨论了不同半径的变形协调装置对舱壁抗破损能力的增强作用,结合梁变形理论分析了边缘破损的主要机制。研究结果表明:(1)边缘拉伸失效是舱内爆炸作用下舱壁的主要破坏模式;(2)设置边缘变形协调装置能有效提高舱壁在准静态气压作用下的抗破损能力;(3)提高变形协调装置半径能有效降低最大塑性变形并调整塑性变形集中区域的分布;(4)边缘变形协调装置提高舱壁抗破损能力的主要原因是提高了边缘的曲率变形,降低了局部弯曲正应力。

• 单位
  中国舰船研究设计中心; 北京理工大学; 爆炸科学与技术国家重点实验室