兵工学报 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (4): 1050-1061.doi: 10.12382/bgxb.2022.0037
收稿日期:
2022-01-12
上线日期:
2023-04-28
通讯作者:
SHEN Chao1, ZHANG Lei2,*(), ZHOU Zhangtao1, LIU Jianhu1
Received:
2022-01-12
Online:
2023-04-28
摘要:
以某型水面舰船防护结构的膨胀舱为原型设计板架试验模型,依药量和爆距不同进行 7个工况的水下近距和接触爆炸试验。采用光子多普勒测速系统测量模型典型位置的速度时程,收集试验产生的飞片,并对试验后板架的破口形态进行记录。结合数值方法对试验结果进行对比分析,验证试验结果的一般性及数值计算方法的准确性。根据试验和数值计算结果对水下近距和接触爆炸载荷作用下板架结构动态响应开展研究。研究结果表明:板架结构容易在加强筋、隔板处发生剪切或撕裂破坏形成飞片,飞片的形成与药量、爆距、板架的结构形式均有密切关系;爆炸载荷驱动下板面上各点速度以爆心投影点为中心沿板面向外呈指数衰减趋势;当爆距大于2倍装药半径后,不同药量在相同的距径比下,板架结构上正入射点处速度峰值基本相当。
沈超, 张磊, 周章涛, 刘建湖. 水下近距和接触爆炸载荷作用下板架结构动态响应机理[J]. 兵工学报, 2023, 44(4): 1050-1061.
SHEN Chao, ZHANG Lei, ZHOU Zhangtao, LIU Jianhu. Mechanism of Dynamic Responses of Grillage Structures under Loads of Close-in and Contact Underwater Explosions[J]. Acta Armamentarii, 2023, 44(4): 1050-1061.
工况 | 药量/g | 爆距/mm | 有效试验发数 |
---|---|---|---|
1 | 125 | 6R0 | 1 |
2 | 125 | 4R0 | 1 |
3 | 125 | 2R0 | 1 |
4 | 125 | R0 | 1 |
5 | 500 | 4R0 | 2 |
6 | 500 | 2R0 | 2 |
7 | 500 | R0 | 2 |
表1 试验工况
Table 1 Test conditions
工况 | 药量/g | 爆距/mm | 有效试验发数 |
---|---|---|---|
1 | 125 | 6R0 | 1 |
2 | 125 | 4R0 | 1 |
3 | 125 | 2R0 | 1 |
4 | 125 | R0 | 1 |
5 | 500 | 4R0 | 2 |
6 | 500 | 2R0 | 2 |
7 | 500 | R0 | 2 |
测点 编号 | 速度峰值/(m·s-1) | 数值计算与 试验偏差/% | |
---|---|---|---|
试验结果 | 数值计算结果 | ||
D1 | 1189 | 1130 | -5 |
D2 | 253 | 162 | -36 |
D3 | 45 | 62 | 37.8 |
D4 | 35 | 52 | 48.6 |
D5 | 130 | 129 | -0.8 |
D6 | 39 | 42 | 7.7 |
D7 | 34 | 37 | 8.8 |
表2 工况4各测点速度峰值试验与数值对比
Table 2 Comparison of test points’ peak velocity values under test condition 4
测点 编号 | 速度峰值/(m·s-1) | 数值计算与 试验偏差/% | |
---|---|---|---|
试验结果 | 数值计算结果 | ||
D1 | 1189 | 1130 | -5 |
D2 | 253 | 162 | -36 |
D3 | 45 | 62 | 37.8 |
D4 | 35 | 52 | 48.6 |
D5 | 130 | 129 | -0.8 |
D6 | 39 | 42 | 7.7 |
D7 | 34 | 37 | 8.8 |
工况 编号 | 速度峰值/(m·s-1) | 数值计算与 试验偏差/% | |
---|---|---|---|
试验结果 | 数值计算结果 | ||
2 | 286 | 254 | -11.2 |
3 | 558 | 541 | -3 |
4 | 1189 | 1130 | -5 |
5 | 325 | 332 | 2.2 |
6 | 766 | 693 | -9.5 |
7 | 1694 | 1507 | -11 |
表3 各工况D1测点速度峰值试验与数值对比
Table 3 Comparison of D1 test point’s peak velocity value under each test condition
工况 编号 | 速度峰值/(m·s-1) | 数值计算与 试验偏差/% | |
---|---|---|---|
试验结果 | 数值计算结果 | ||
2 | 286 | 254 | -11.2 |
3 | 558 | 541 | -3 |
4 | 1189 | 1130 | -5 |
5 | 325 | 332 | 2.2 |
6 | 766 | 693 | -9.5 |
7 | 1694 | 1507 | -11 |
工况编号 | 爆距/mm | 药量/g | A0 | B0 | α |
---|---|---|---|---|---|
2 | 4R0=106 | 125 | 328.7 | -54.0 | -0.125 |
3 | 2R0=53 | 125 | 641.6 | -14.9 | -0.234 |
4 | R0=26.5 | 125 | 1214.0 | -5.7 | -0.384 |
表4 板架模型试验速度拟合参数
Table 4 Fitting parameters of test velocities of the grillage
工况编号 | 爆距/mm | 药量/g | A0 | B0 | α |
---|---|---|---|---|---|
2 | 4R0=106 | 125 | 328.7 | -54.0 | -0.125 |
3 | 2R0=53 | 125 | 641.6 | -14.9 | -0.234 |
4 | R0=26.5 | 125 | 1214.0 | -5.7 | -0.384 |
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