舰船结构舱内爆炸缩比模型试验是揭示结构响应特性和毁伤机理的重要手段,在舰船抗爆结构设计和抗爆能力评估中起着重要的作用。由于这类模型试验涉及爆炸载荷的相似和结构动态响应的相似,适用的相似准则是指导试验设计和实际结构响应的预报的关键问题。本文以相似理论为基础,采用理论推导、试验研究与数值仿真相结合的方法对舱室内爆载荷作用下板和加筋板结构动态响应的相似问题进行研究。具体研究内容如下:(1)以相似理论为基础,选择合适的参数和基本量纲,基于π定理并采用量纲分析法推导了舱内爆炸载荷相似准则和该载荷作用下加筋板结构的动态响应相似准则。推导出的舱内爆炸载荷相似准则表明对于几何相似的模型与原型舱室,在炸药和舱内气体初始状态相同的情况下,模型与原型药量按照几何缩比系数的立方缩比,时间按照几何系数缩比,对应时刻的压力相等。结构响应相似准则表明,原型与模型结构满足几何相似时,不考虑材料的应变率效应造成的畸变,模型与原型的时间相似系数为几何缩比系数,模型与结构的位移响应相似系数为几何缩比系数,速度的换算系数为1,加速度的相似换算系数为几何缩比系数的倒数。(2)根据推导的相似准则设计并开展了加筋板和光板在舱内爆炸载荷下的原型和缩比模型动态响应的试验研究,发现原型和缩比模型对应工况的冲击波及准静态压力载荷符合舱内爆炸冲击载荷相似准则所确定的相似关系;采用数字图像相关技术(DIC)对结构试件动态响应的历程数据进行了记录,模型与原型的位移响应历程不满足本文所推导的相似关系,本文后续开展了进一步的分析。(3)爆轰产物燃烧释放的能量对舱内爆炸载荷的增强效应明显,通过试验对比了TNT在氮气和空气氛围中的舱内爆炸压力载荷,发现较小药量容积比下TNT在空气氛围中的后燃烧能量对准静态压力的影响约为爆轰能量的2倍;而随着药量容积比的增加,爆轰产物燃烧释放的能量对舱内爆炸准静态压力的贡献比重逐渐减小。为了准确计算舱内爆炸载荷,本文提出一种考虑TNT后燃烧能量的载荷计算方法,并通过将计算结果与试验测试数据的对比,验证了载荷计算方法的可靠性。同时采用考虑爆轰产物燃烧增强效应的舱内爆炸载荷开展了其作用下结构响应的数值计算,并与试验对比分析,进一步验证了仿真方法在计算舱内爆炸载荷作用下结构动态响应的可靠性和精度。(4)采用已验证的计算方法分别开展了原型和缩比模型试验工况的数值计算,并对结构响应相似的影响因素进行了对比分析。结果表明,边界约束对结构动态响应的影响显著,是产生位移响应历程不相似的重要影响因素。为了分析边界畸变的影响,开展了固支边界约束条件下不同比例试件动态响应的数值实验,验证了本文推导的结构响应相似准则的正确性。