李德聰，段宏，吳國民，周心桃，楊雄輝

中國艦船研究設計中心，湖北武漢430064

0 引 言

隨著反艦武器的迅速發(fā)展，各種高性能反艦導彈已成為水面艦船面臨的最主要水上威脅武器［1］。目前，反艦導彈大都采用半穿甲型戰(zhàn)斗部，依靠彈體動能其可穿透艦船舷側外板，再通過延時或智能引信使戰(zhàn)斗部在艦船內部爆炸，這種直接作用于艦船結構、設備及人員的爆炸，將對艦生命力和戰(zhàn)斗力產生嚴重的威脅［2-4］。戰(zhàn)斗部在船內爆炸后，將產生沖擊波、破片、爆炸產物等多種毀傷元［5］。與開放空間不同，艦船內部屬半封閉空間，結構邊界的約束對戰(zhàn)斗部爆炸毀傷元的影響十分顯著，主要表現(xiàn)為沖擊波效應顯著增加、準靜態(tài)壓力作用突出，且還存在多毀傷元的聯(lián)合作用。戰(zhàn)斗部船內爆炸工況下，其能量的利用率大幅提高，對艦船的毀傷破壞作用也大幅增強，因此科學地認識戰(zhàn)斗部船內爆炸毀傷元特性及其作用規(guī)律是艦船抗爆防護結構設計的重要前提。但迄今為止，國內對戰(zhàn)斗部船內爆炸沖擊波、破片及爆炸產物的定量表征，以及對艦船結構的破壞效應、毀傷機理、力學模型與作用規(guī)律的研究還遠不充分，大幅限制了水面艦船抗爆防護結構的設計應用。

本文將基于國內外現(xiàn)有研究成果，詳細分析戰(zhàn)斗部船內爆炸載荷的構成及對水面艦船結構的毀傷特征，然后分別針對船內爆炸對結構的主要毀傷過程，總結艦船船內爆炸試驗、理論分析及數(shù)值仿真方面的研究進展，提出尚需解決的關鍵問題，為深入研究導彈戰(zhàn)斗部船內爆炸載荷特性及規(guī)律、揭示艦船結構在船內爆炸載荷下的毀傷機理，進而為艦船抗內爆防護結構的設計提供借鑒與參考。

1 導彈戰(zhàn)斗部船內爆炸毀傷元及爆炸載荷特點分析

導彈戰(zhàn)斗部主要由金屬殼體、主裝藥、引信和傳爆序列組成。戰(zhàn)斗部引信在船內某點被觸發(fā)后，傳爆序列引爆高能主裝藥，瞬間形成高溫、高壓的爆轟產物；在高壓爆轟產物作用下，金屬殼體開始塑性膨脹并發(fā)生破裂，破碎的彈片受爆轟產物的推動向四周飛散形成破片群。同時，爆轟產物壓縮周圍空氣介質，形成沖擊波［6］?？梢钥闯觯簯?zhàn)斗部船內爆炸時，作用于艦船結構的毀傷元主要包括爆炸產物、沖擊波和破片群等。

艦船內部屬半密閉空間，爆炸載荷受約束環(huán)境的影響十分顯著，與開放空間相比區(qū)別很大［7］，其作用效果更具破壞性，主要表現(xiàn)在以下方面：

1）沖擊波作用顯著增加。結構壁面承受復雜的多次反射沖擊波作用后，容易產生裂紋及破口，此外，角隅處的沖擊波會產生匯聚效應，其幅值遠大于壁面反射沖擊波，使得連接部位易發(fā)生撕裂破壞［8］。

2）密集破片群作用范圍廣。戰(zhàn)斗部爆炸后，殼體可以產生幾千至上萬枚、幾克至上百克質量不等的密集破片群［9］，初始速度可達到2 000 m/s左右，可使結構產生集團穿甲破口及整體塑性破壞［10］。由于破片在空氣中速度衰減較慢，故其對結構的毀傷范圍很廣。

3）準靜態(tài)壓力作用突出［7］。在內爆情況下，由于艦船艙室結構邊界約束的存在，限制了爆炸能量的彌散，沖擊波在結構內多次反射時隨著時間的推移，壓力幅值與波動減弱，并且隨著爆炸產物氣體與空氣的不斷混合逐漸趨于均勻，進而產生一個幅值相對不高但作用時間很長的壓力場，一般稱之為準靜態(tài)壓力，其產生的沖量大，可使結構發(fā)生塑性大變形、連接部位及開口部位的撕裂，乃至結構發(fā)生整體破壞［11］。

4）存在爆炸壓力與破片群的聯(lián)合作用。船內爆炸情況下，還存在沖擊波、破片群及準靜態(tài)壓力對結構的聯(lián)合毀傷作用。與單個毀傷元作用相比，在多毀傷元聯(lián)合作用下結構的破壞模式更加復雜，導致結構的毀傷程度也更加嚴重。

戰(zhàn)斗部船內爆炸毀傷元及其對艦船結構的主要毀傷特性總結如圖1所示。

2 沖擊波對艦船結構的毀傷研究

加筋板是艦船結構的基本單元，故研究爆炸沖擊波載荷對加筋板結構的毀傷機理和規(guī)律十分重要。Nurick等［12］通過試驗，初步研究了具有1根加強筋的固支方板在爆炸載荷下的破壞模式，結果表明：當加強筋較弱時，撕裂破壞發(fā)生在固支邊界；當加強筋較強時，沿加強筋發(fā)生撕裂。劉土光等［13］和黃震球［14］采用塑性動力學方法研究得到了十字加筋固支方板在爆炸載荷下板的最大殘余變形計算公式，并分析了加筋強弱對板架變形的影響。吳有生等［15］基于能量法，考慮了大變形及中面膜應力的影響，得到非接觸爆炸下單向加筋板的塑性變形公式，并基于能量準則建立了單向加筋板架破裂所需極限藥量的理論計算公式。

基于塑性動力學或能量原理等理論方法得到的理論計算公式，可用于簡單板架結構變形的快速近似預報。但其局限性主要在于：一是須對板架的變形模態(tài)做出正確的假設，特別是當加強筋形式復雜、剛度不能近似簡化為足夠小/足夠大的情況下，當難以對板架的變形模態(tài)做出正確的假設時，理論方法的適用性變差；二是僅能預報到板架破裂的臨界狀態(tài)，難以對后續(xù)的破損尺度進行預報。因此，數(shù)值計算以及數(shù)值計算結合模型試驗的方法成為研究沖擊波對加筋板結構毀傷的重要技術途徑。

Houston等［16］在早期采用ADINA程序初步研究了加筋板架在爆炸載荷作用下的變形規(guī)律。LANGDON等［17］針對單筋、雙筋、十字加筋等不同形式的固支加筋方板，通過系列模型實驗并結合數(shù)值方法研究加筋板結構在爆炸載荷下的動響應及失效模式，初步分析了加筋形式、加筋尺寸對板架結構變形及破壞的影響規(guī)律。梅志遠等［18］針對由T型材、球扁鋼及面板組成的加筋板，采用MSC.Dytran程序并結合模型實驗研究了船用加筋板架結構在爆炸載荷作用下的變形規(guī)律，重點分析了加強筋迎爆和背爆兩種載荷工況下板架動態(tài)響應的差異，研究認為在加強筋背爆面設置抗爆能力更強。朱錫等［19］采用質量相效原則等效，將加筋鋼板簡化為均勻鋼板，基于能量方法建立撓度變形的計算公式，并通過實驗獲得材料極限動態(tài)應變估算值，然后以最大環(huán)向應變等于極限動應變作為板架徑向撕裂的判據，得到破口半徑的計算公式。吳林杰等［20］采用MSC.Dytran程序研究了柱狀炸藥裝藥在固支矩形加筋板中心正上方爆炸時加筋板的毀傷模式以及不同毀傷模式之間轉化的臨界爆距計算公式。

可以看出，針對簡單加筋板在空爆沖擊載荷作用下的變形、破壞模式及規(guī)律等國內外已開展了較深入的研究工作。但實際艦船結構屬薄壁半封閉空間結構，與簡單約束的加筋板相比差別很大，船內的爆炸沖擊載荷遠復雜于敞開環(huán)境中。內爆載荷與結構毀傷間存在一定的耦合關系，近年來引起了研究者的廣泛關注，目前的研究大致有兩種處理方法：一是進行簡化解耦處理，通過簡化方法獲得艙內不同位置點的沖擊波載荷曲線，然后將該動載荷作用于艦船板架，獲得結構的變形及破壞規(guī)律；二是將爆炸流場與艙室結構耦合在一起考慮，通過流固耦合方法計算結構的變形及破壞規(guī)律。

針對第1種處理方法，Chan等［21］在沖擊波自由場載荷計算公式的基礎上提出了鏡像法（Method of Image，MOI），該方法將初始沖擊波和各封閉空間壁面反射沖擊波按到達時間先后進行計算疊加，從而得到不同空間位置點的沖擊波壓力曲線。該方法未考慮艙壁加強筋以及開孔等因素對沖擊波載荷的影響，但可以較直觀地估算不同空間位置點沖擊波的數(shù)量級，可以通過比較其相對強弱來定性分析結構的初始破壞位置及破壞模式。侯海量等［8］通過模型試驗研究了內爆下沖擊波載荷的傳播及作用規(guī)律，結果表明，當沖擊波在艙室角隅處會產生匯聚現(xiàn)象時，艙室板架結構承受的載荷除壁面反射沖擊波外還有匯聚沖擊波，得到的艙內爆炸沖擊波的傳播規(guī)律及載荷幅值的數(shù)量級與孔祥韶［11］采用MOI方法得到的結果大致相當。

針對第 2種處理方法，Du等［22］采用 MSC.Dytran程序的一般耦合法計算了多層結構在內爆后沖擊波的傳播及對結構的變形和破壞情況。侯海量等［23］采用MSC.Dytran程序研究總結了內爆下艙室板架結構的4種破壞模式，其中艙室板架結構沿角隅部位發(fā)生撕裂是最常見的一種破壞模式?？紫樯氐龋?4］通過實驗研究3種角隅結構形式（包括平板連接、內凹板結構和內凸板連接）對沖擊波角隅匯聚現(xiàn)象的影響，結果表明內凹板連接結構對減弱沖擊波匯聚有一定的效果。

綜上所述，經過研究，近年來已對船內爆炸沖擊波的特性有了一定的認識，初步掌握了沖擊波載荷作用下艙室結構的主要破壞模式，為艦船抗爆結構的設計提供了許多有益的參考。尚需解決的主要問題如下：

1）艦船板架結構均由板及加強筋焊接而成，焊縫處材料的強度、韌性等力學性能與母材存在一定的差別，且焊縫處更容易存在缺陷，焊縫的失效在板架結構的破壞中起十分重要的作用［25］。因此，需要深入研究不同形式焊縫的失效準則、隨機缺陷焊縫對艦船結構抗爆性能的影響等。

2）數(shù)值計算方法是研究艦船結構在內爆載荷作用下破壞的主要技術手段，由于艦船的基本結構形式為加筋板，主要由球扁鋼、T型材和面板組成，與空氣區(qū)耦合的結構面域數(shù)量非常多且形狀復雜，給流固耦合計算帶來了很大的困難。因此，研究基于艦船結構界面的高效流固耦合方法或合理的結構簡化方法具有十分重要的現(xiàn)實意義。

3）縮比模型試驗方法仍是研究的重要手段，需要重點解決兩方面的難題：一是縮比模型相似關系的問題；二是因沖擊載荷與結構響應存在一定的耦合，安裝在結構上的傳感器受結構的動態(tài)響應影響很大，需要解決沖擊動響應高精度測量問題。

3 準靜態(tài)壓力對艦船結構的毀傷研究

導彈戰(zhàn)斗部內爆工況下，由于艙室結構邊界約束的存在，限制了炸藥爆炸能量的彌散，準靜態(tài)壓力成為一個重要的毀傷元。Trott等［26］研究發(fā)現(xiàn)，球形容器內爆炸時引起結構破裂的主要因素是準靜態(tài)壓力而非反射沖擊波，密閉/半密閉空間內爆炸準靜態(tài)壓力的研究開始逐漸得到重視。Weibull［27］研究認為準靜態(tài)壓力峰值與泄壓面積無關，而是裝藥量與容器容積之比（m/V）的函數(shù)。一系列研究［7，28-30］表明，載荷幅值與裝藥量及結構容積相關，而作用時間與結構的容積、卸壓面積及爆炸能量的釋放特性等因素相關，文獻中常見的計算公式如表1所示。表中：pqs為準靜態(tài)壓力幅值，MPa；m為炸藥質量，kg；V為結構容積，m3；tmax為正壓作用時間，s；A為卸壓面積，m2;c0為聲速，m/s；p0為初始壓力,MPa。

表1 準靜態(tài)壓力經驗計算公式Table 1 Empirical formulation of calculating the quasi-static pressure

分析表1中所列針對壓力峰值的計算公式，發(fā)現(xiàn)Carlson公式、Moir公式和TM5-1300公式的計算結果大致相近。文獻［31］針對TNT，RDX等多種炸藥采用列表的方式給出了準靜態(tài)壓力與不同之間的對應關系，當時，與上述3個公式的計算結果相對接近，但勞氏規(guī)范公式的計算結果與上述公式相差較大。上述關于壓力幅值的計算公式大都是在密閉空間中得出的，均未考慮壓力隨時間的變化?？紫樯兀?1］初步分析了卸壓面積對壓力幅值的影響，得到了半密閉空間中準靜壓力幅值隨時間變化的簡化計算方法。

侯海量等［23，32］采用模型實驗并結合數(shù)值方法研究了內爆載荷作用下艙室結構的毀傷模式，分析認為沖擊波與準靜態(tài)壓力作用是引起艙室結構整體破壞的主要因素（圖2）。

徐雙喜［33］采用MSC.Dytran軟件研究了內爆壓力載荷（包括沖擊波與準靜態(tài)壓力）對多艙結構的毀傷，認為在艙壁上設泄爆孔可減輕對結構的毀傷。姚術健等［34］在量綱分析的基礎上提出了一個無量綱參數(shù)（Q為炸藥爆炸總能量；σ為材料屈服強度；L為特征長度；H為特征板厚），其含義為炸藥輸出能量與結構吸收能量的比值，并應用到了多艙結構破壞模式分析中，可為多艙結構毀傷模式的快速預測提供參考。

綜上所述，目前針對準靜態(tài)壓力對艦船結構毀傷的作用已有一定的認識，主要通過數(shù)值計算的手段揭示了內爆載荷作用下艙室結構的主要破壞模式，尚需解決的主要問題如下：

1）目前，國內針對準靜態(tài)壓力的計算主要采用經驗公式，一般只能估算準靜態(tài)壓力峰值，且結果存在較大的差別；此外，由于艦船為薄壁結構，在高壓氣流場作用下易破壞，結構與氣流場間存在一定的耦合作用。爆點位置、結構破壞等因素對靜態(tài)壓力的幅值變化和持續(xù)時間的影響尚未深入考慮，需要研究適用于艦船結構的準靜態(tài)壓力載荷模型以及相應的計算方法。

2）從對結構的作用時間量級來看，沖擊波與準靜態(tài)壓力相差1～2數(shù)量級，給數(shù)值計算帶來了困難，沖擊波計算要求計算網格尺度小，時間步長小，而準靜態(tài)壓力則要求計算時間長，因此需要針對不同的要求，研究高效的數(shù)值計算方法。

3）由于沖擊波超壓與準靜態(tài)壓力對測試系統(tǒng)的頻響要求差別很大，在試驗測量中使用單一類型的傳感器存在一定的弊端，故需研究高效、實用的艦船艙室內爆壓力試驗測試方法。

4 破片群對艦船結構的毀傷研究

導彈戰(zhàn)斗部爆炸后，殼體可產生大量不規(guī)則的破片，由于破片在空氣中的速度衰減相對較慢，對結構的毀傷范圍很廣，是一類重要的毀傷元，因此破片對艦船結構的毀傷機理及防護方法一直都是艦船結構設計者重點關注的問題。

研究單個破片對均勻結構的穿甲問題是認識破片群對結構毀傷效應的重要基礎，因此早期研究多集中于此。對結構設計者而言，主要關心兩個參量：極限穿透速度和單位面密度吸能。對于極限穿透速度，常用的計算公式如表2所示。

表2 極限穿透速度計算公式Table 2 Formulation of calculating the ultimate penetration velocity

表2中，公式（1）～公式（4）均是基于量綱基礎建立的經驗公式，公式中的常數(shù)需針對不同的彈靶系統(tǒng)通過試驗擬合得到。公式（5）是基于一定假設后得到的理論計算公式，公式中靶板的材料參數(shù)需要通過試驗確定。

對于單位面密度吸能，Hetherington［39］研究發(fā)現(xiàn)，在破片穿甲過程中，在彈道極限附近存在吸能峰值，當侵徹速度略高于彈道極限后靶板彈道吸能會下降。梅志遠等［40］研究發(fā)現(xiàn)單位面密度吸能并非常數(shù)，不僅與材料的動態(tài)力學性能相關，還取決于彈速范圍。侯海量［32］針對圓柱形球頭破片，采用MSC.Dytran程序詳細研究了單位面密度吸能與隨彈速變化的規(guī)律，證實了當侵徹速度高于彈道極限后靶板單位面密度吸能存在先下降后逐步上升的規(guī)律。

實際導彈戰(zhàn)斗部在船內爆炸將產生大量不規(guī)則的破片。表征破片群特征的主要有破片數(shù)目、質量分布及初始速度等參數(shù)。由于彈體的破碎與彈體的結構、裝藥的種類、彈體的材料屬性等直接相關，初始裂紋的位置、形狀、數(shù)量、擴展方向和速度與彈體材料的非均勻性/缺陷分布等隨機因素密切相關，因此對破片群特性量的表征主要采用半經驗公式，目前應用最廣泛的是采用Mott公式計算破片的數(shù)目及質量分布，利用Gurney方程來計算破片的初速［41］。美國海軍武器實驗室同樣采用Mott公式，并利用模擬彈試驗對公式中的參數(shù)進行了擬合。近20年來，俄羅斯學者基于X射線測試的試驗觀測系統(tǒng)，系統(tǒng)研究了炸藥種類、填充方式、殼體形狀、材料及厚度分布等因素對破片生成的影響，在大量試驗的基礎上建立了一系列經驗計算公式，并在最新版的《爆炸物理學》［42］一書中進行了總結。近年來，國內外學者基于動態(tài)斷裂理論，發(fā)展了系列數(shù)值計算方法［43-45］，用于計算戰(zhàn)斗部爆炸后破片的質量及速度分布規(guī)律。但對于實際目標戰(zhàn)斗部而言，工程應用中仍需在經驗公式的基礎上，通過數(shù)值模擬并結合模擬彈試驗［46］對經驗公式中的參數(shù)進行修正。

與單個破片相比，破片群對結構的毀傷存在較大的增強效應?？紫樯氐龋?7］的研究表明，在密集破片作用下船體結構不僅產生了局部穿孔破壞，還存在整體的破壞效應，破片群的整體破壞效應在防護結構設計中不能忽略。Qian等［10，48］詳細研究了密集破片對固支圓形裝甲薄板的毀傷效應，結果表明薄板的毀傷模式包括局部穿孔、集團的沖塞破口并伴隨板的整體彎曲變形，同時指出破片穿靶過程中的沖量及能量沉積速率與持續(xù)時間是引發(fā)多破片耦合效應的根本因素。李偉等［49］結合經驗公式及模擬彈試驗，研究了高速破片群對艙壁結構的毀傷特性，并對破片的毀傷能力進行了等級劃分，可供艦船抗破片防護結構設計參考。

綜上所述，目前對破片群對艦船結構的毀傷破壞模式已有一定的認識，但研究工作開展得相對較晚，尚需解決的主要問題如下：

1）目前針對典型目標戰(zhàn)斗部爆炸后破片數(shù)目、質量分布及初始速度的計算主要采用半經驗公式，但參數(shù)的取值依據不足，計算結果缺乏必要的實驗驗證。因此，需要針對典型目標戰(zhàn)斗部開展目標特性研究，通過不同尺度的縮比模擬彈試驗對半經驗計算公式進行修正，獲得可供結構設計使用的典型目標戰(zhàn)斗部破片群特征量計算方法。

2）目前破片群對目標的毀傷研究主要集中在均勻靶板結構，針對艦船空間艙室結構毀傷模式及毀傷范圍的研究較少，對防護結構的設置與設計支撐不足；此外，尚需研究不同毀傷模式對結構強度的影響規(guī)律及判別準則。

3）結構設計中一般對重要艙室設置不同形式的防護結構，尚需深入研究破片群對不同形式防護結構的毀傷機理及相應的計算方法。

5 爆炸沖擊波與破片群聯(lián)合作用對艦船結構的毀傷研究

在戰(zhàn)斗部船內爆炸工況下，爆炸近區(qū)結構將遭受爆炸沖擊波與破片群的聯(lián)合作用。研究表明，兩種載荷聯(lián)合作用對工程結構的破壞具有疊加增強效應［6，50，51］，破壞程度嚴重得多。Nystr?m等［52］的研究表明，沖擊波與破片群聯(lián)合載荷對結構的破壞程度要大于單一載荷分別作用的破壞程度之和，結構的整體毀傷效應更加突出。李茂等［53］和 Wu等［54］分別研究了固支方板、薄壁圓柱殼在沖擊波以及破片在沖擊波和高速破片聯(lián)合作用下的毀傷特點及規(guī)律，結果表明，沖擊波作用主要引起了結構的整體撓曲大變形，破片密集作用區(qū)易產生貫穿性破口。

為抵御爆炸沖擊波和高速破片群的聯(lián)合毀傷研究，近年來，研究者提出了多種艦船局部防護結構形式并逐步開展了系列研究。段新峰等［55］采用ANSYS/LS-DYNA軟件，研究了I型金屬夾層板結構在沖擊波和高速破片聯(lián)合作用下的毀傷響應，其中聯(lián)合載荷由TNT炸藥爆轟驅動底部布置的預制破片來實現(xiàn)，研究提出了I型金屬夾層板的毀傷模式及吸能特性，并與沖擊波單獨作用的工況進行了對比分析。張成亮等［56］開展了鋼/玻璃鋼/鋼夾層結構空中近爆模型試驗，分析了結構毀傷模式以及沖擊波與高速破片的破壞模式及聯(lián)合毀傷機制，結果表明前面板以反向大變形和中部穿甲大破口為主，后面板以大變形和大面積花瓣開裂為主，玻璃鋼夾芯層則產生了大面積的穿甲破口和分層破壞。侯海量等［57］采用TNT裝藥驅動預制破片試驗進一步研究了幾種不同的典型夾芯復合艙壁結構在沖擊波與高速破片聯(lián)合作用下的破壞效應（圖3），結果表明破片能遠大于沖擊波能；前面板主要是抵御沖擊波，其變形破壞整體為撓曲大變形，局部為集團破片沖塞破口、破片穿孔和撞擊凹坑；背板以撓曲大變形吸能為主，闡述了夾芯復合艙壁結構對沖擊波與高速破片群聯(lián)合毀傷作用的防護機理。李典等［58］采用與文獻［57］類似的方法進一步研究了幾種新型的芳綸纖維夾芯結構與高強聚乙烯夾芯結構對沖擊波與高速破片聯(lián)合毀傷的防護性能，研究認為夾芯結構中的芯層對爆炸載荷起到了“中介”轉化的作用，將作用面積小、作用時間短的破片點載荷轉化為作用面積大、持續(xù)時間長的面載荷，擴大了載荷的作用范圍，并有效通過后面板的整體大撓度彎曲吸收破片群的動能。

此外，國內一些學者還研究了爆炸沖擊波與破片群對整體艙室結構的毀傷模式及毀傷效應。李偉等［59］針對典型艙室結構，采用縮比模型試驗，通過帶殼裝藥模擬導彈戰(zhàn)斗部，研究了帶殼裝藥在模型艙室結構中爆炸后對艙室結構的破壞模式及毀傷效應，結果表明沖擊波與破片群的聯(lián)合作用是對爆炸近區(qū)的局部結構毀傷的主要因素。Kong等［60］針對典型的多艙結構，采用模型試驗及MSC.Dytran程序，研究了帶殼裝藥內部爆炸后沖擊波與破片群的聯(lián)合毀傷效應，認為破片群對沖擊波有一定的導向作用，兩種載荷形式對結構產生的破壞效果相互影響，并指出液艙對破片群的防護起到了關鍵作用。

綜上所述，目前爆炸沖擊波與破片群聯(lián)合作用的研究主要集中在典型的局部結構，如鋼質艙壁、夾芯復合結構及金屬夾層結構等，通過試驗研究結合數(shù)值方法，對此類結構在兩種載荷聯(lián)合作用下的毀傷模式及毀傷機理有了一定的認識，尚需解決的主要問題如下：

1）目前，采用的數(shù)值方法是認識沖擊波與破片群聯(lián)合作用對艦船結構的毀傷機理，定量獲得結構毀傷規(guī)律的主要手段。為提高數(shù)值方法的適用性，尚需深入新型材料的力學本構模型、復雜應力條件下材料/結構的失效準則，以及高效的多物質場/多接觸面耦合方法等問題。

2）目前，針對爆炸沖擊波與破片群聯(lián)合作用對艦船結構的毀傷研究主要依靠模型試驗，雖然可揭示結構的毀傷模式及其防護力學機理，但模型試驗的結果目前尚無可靠的方法換算到實際結構的毀傷性能，難以有效支撐防護結構抗毀傷性能評估，因此尚需深入研究計及應變率因素的沖擊波與破片群聯(lián)合作用對結構毀傷的相似關系及相應的換算方法等問題。

6 結 語

艦船抗內爆防護結構設計是艦船結構設計的重要組成部分，深入認識導彈戰(zhàn)斗部船內爆炸載荷特性及對不同類型艦船結構的毀傷機理是提升我國艦船抗內爆結構設計能力的重要前提，特別是隨著科技進步，新材料及新型結構的不斷出現(xiàn)，為艦船抗內爆結構設計提供了更好的素材。通過系統(tǒng)總結船內爆炸載荷構成及對水面艦船結構的毀傷特征，重點闡述了國內在船內爆炸對艦船結構毀傷研究方面的主要進展，針對工程需求，提出了若干關鍵力學問題，可以為艦船抗內爆結構研究領域的技術發(fā)展提供規(guī)劃，進而為艦船抗內爆防護結構的設計提供借鑒與參考。

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