舱室内爆下舰船结构损伤的一种计算方法

伍星星 张伦平 邹浩阳 张弩 王海坤 刘建湖

伍星星, 张伦平, 邹浩阳, 张弩, 王海坤, 刘建湖. 舱室内爆下舰船结构损伤的一种计算方法[J]. 爆炸与冲击, 2024, 44(3): 031405. doi: 10.11883/bzycj-2023-0289
引用本文: 伍星星, 张伦平, 邹浩阳, 张弩, 王海坤, 刘建湖. 舱室内爆下舰船结构损伤的一种计算方法[J]. 爆炸与冲击, 2024, 44(3): 031405. doi: 10.11883/bzycj-2023-0289
WU Xingxing, ZHANG Lunping, ZOU Haoyang, ZHANG Nu, WANG Haikun, LIU Jianhu. A calculation method for ship structure damage under cabin explosion[J]. Explosion And Shock Waves, 2024, 44(3): 031405. doi: 10.11883/bzycj-2023-0289
Citation: WU Xingxing, ZHANG Lunping, ZOU Haoyang, ZHANG Nu, WANG Haikun, LIU Jianhu. A calculation method for ship structure damage under cabin explosion[J]. Explosion And Shock Waves, 2024, 44(3): 031405. doi: 10.11883/bzycj-2023-0289

舱室内爆下舰船结构损伤的一种计算方法

doi: 10.11883/bzycj-2023-0289
基金项目: 国家重点安全基础研究项目(613279)
详细信息
    作者简介:

    伍星星(1989- ),男,硕士,高级工程师,xingxingwupy@163.com

  • 中图分类号: O383

A calculation method for ship structure damage under cabin explosion

  • 摘要: 为了评估舱室内爆多载荷耦合作用下舰船结构的损伤范围,设计了大尺度舱段模型,并开展了舱室内爆毁伤试验,试验后测量了舱室结构的破坏范围及破坏模式,分析了舱室内爆多载荷耦合作用下舰船结构的损伤机理,据此建立了舱室内爆下舰船结构损伤的计算方法。结果表明:(1)舱室内爆下形成的强冲击波载荷和准静态压力载荷可对舰船结构造成大范围的损伤,形成多种破坏模式;(2)舱室内爆下准静态压力载荷是舱室结构损伤破坏的主要毁伤元;(3)建立的舱室内爆载荷下结构损伤变形计算方法可同时考虑强冲击载荷和准静态压力载荷对结构的损伤破坏,理论计算结果与试验结果吻合较好。
  • 图  1  舱段模型结构

    Figure  1.  Structure of the cabin model

    图  2  试验模型的破坏模式

    Figure  2.  Failure modes of the experimental cabin model

    表  1  舱室内爆下构件的变形

    Table  1.   Structural deformation of the cabin model under inner explosion

    构件名称 变形理论计算值/mm 是否大于短边跨距的20% 试验结果
    冲击波载荷 准静态压力 联合作用
    爆炸当舱 甲板01 95 295 390 整体变形未撕裂,最大变形量383 mm
    甲板1 157 550 693 整体撕裂大变形
    左右舱壁 49 80 129 左舱壁撕裂,右舱壁大变形
    前后舱壁 33 75 108 撕裂飞出
    爆炸临舱 甲板2 240 240 整体大变形,变形量265 mm
    左右舱壁 48 48 整体变形,变形量63 mm
    前后舱壁 46 46 整体变形,变形量68 mm
    下载: 导出CSV
  • [1] NURICK G N, SHAVE G C. The deformation and tearing of thin square plates subjected to impulsive loads-an experimental study [J]. International Journal of Impact Engineering, 1996, 18(1): 99–116. DOI: 10.1016/0734-743X(95)00018-2.
    [2] NURICK G N, GELMAN M E, MARSHALL N S. Tearing of blast loaded plates with clamped boundary conditions [J]. International Journal of Impact Engineering, 1996, 18(7/8): 803–827. DOI: 10.1016/S0734-743X(96)00026-7.
    [3] JACOB N, YUEN S C K, NURICK G N, et al. Scaling aspects of quadrangular plates subjected to localised blast loads: experiments and predictions [J]. International Journal of Impact Engineering, 2004, 30(8/9): 1179–1208. DOI: 10.1016/j.ijimpeng.2004.03.012.
    [4] WIERZBICKI T. Petalling of plates under explosive and impact loading [J]. International Journal of Impact Engineering, 1999, 22(9/10): 935–954. DOI: 10.1016/S0734-743X(99)00028-7.
    [5] 侯海量, 朱锡, 梅志远. 舱内爆炸载荷及舱室板架结构的失效模式分析 [J]. 爆炸与冲击, 2007, 27(2): 151–158. DOI: 10.11883/1001-1455(2007)02-0151-08.

    HOU H L, ZHU X, MEI Z Y. Study on the blast load and failure mode of ship structure subject to internal explosion [J]. Explosion and Shock Waves, 2007, 27(2): 151–158. DOI: 10.11883/1001-1455(2007)02-0151-08.
    [6] 孔祥韶. 爆炸载荷及复合多层防护结构响应特性研究 [D]. 武汉: 武汉理工大学, 2013. DOI: 10.7666/d.Y2364126.

    KONG X S. Research on the blast loadings and the response of multi-layer protective structure [D]. Wuhan: Wuhan University of Technology, 2013. DOI: 10.7666/d.Y2364126.
    [7] 李营, 张磊, 杜志鹏, 等. 舱室结构在战斗部舱内爆炸作用下毁伤特性的实验研究 [J]. 船舶力学, 2018, 22(8): 993–1000. DOI: 10.3969/j.issn.1007-7294.2018.08.009.

    LI Y, ZHANG L, DU Z P, et al. Experiment investigation on damage characteristic of cabins under warhead internal blast [J]. Journal of Ship Mechanics, 2018, 22(8): 993–1000. DOI: 10.3969/j.issn.1007-7294.2018.08.009.
    [8] 侯海量, 朱锡, 李伟, 等. 舱内爆炸冲击载荷特性实验研究 [J]. 船舶力学, 2010, 14(8): 901–907. DOI: 10.3969/j.issn.1007-7294.2010.08.011.

    HOU H L, ZHU X, LI W, et al. Experimental studies on characteristics of blast loading when exploded inside ship cabin [J]. Journal of Ship Mechanics, 2010, 14(8): 901–907. DOI: 10.3969/j.issn.1007-7294.2010.08.011.
    [9] 张伦平, 张晓阳, 潘建强, 等. 多舱防护结构水下接触爆炸吸能研究 [J]. 船舶力学, 2011, 15(8): 921–929. DOI: 10.3969/j.issn.1007-7294.2011.08.013.

    ZHANG L P, ZHANG X Y, PAN J Q, et al. Energy research about multicamerate defence structure subjected to underwater contact explosion [J]. Journal of Ship Mechanics, 2011, 15(8): 921–929. DOI: 10.3969/j.issn.1007-7294.2011.08.013.
  • 加载中
图(2) / 表(1)
计量
  • 文章访问数:  198
  • HTML全文浏览量:  74
  • PDF下载量:  155
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2023-08-14
  • 修回日期:  2023-12-03
  • 网络出版日期:  2023-12-04
  • 刊出日期:  2024-03-14

目录

    /

    返回文章
    返回