舰船、潜艇等海军装备经常受到水下武器的威胁,除了要降低海军装备被敌方侦查系统发现的概率,还要求它们在遭受武器水下爆炸作用后依旧保持生命力。玻璃纤维等纤维增强复合材料具有低磁性、高比刚度、极佳的耐腐蚀性等优点,而泡沫材料具有超轻质、吸能效率高等优点。两者结合而成的复合夹芯结构,以其优越的性能,越来越广泛地应用于舰艇防护与扫雷探测等领域,因此有必要展开其在水下爆炸载荷下的毁伤特性的研究。本文基于有限元思想,通过编写定义复合材料力学行为的VUMAT(User Subroutine to Define Material Behavior)子程序,结合商用软件 ABAQUS/Explicit 中的 CEL方法和声固耦合法研究了水下爆炸冲击波载荷下复合夹芯结构的毁伤特性,旨在为提高复合材料舰船的防护性能提供理论基础。由于目前通用有限元软件ABAQUS自带的材料库在模拟复合材料时不支持三维实体单元,而利用二维壳单元模拟复合材料时,往往忽略了单元横向剪切的影响,且难以完全掌控复合材料的损伤。若利用三维实体单元来模拟复合材料,需要添加定义复合材料力学行为的用户VUMAT子程序。本文针对该问题,首先根据纤维增强复合材料的三维力学性能建立了用户自定义材料的子程序,该子程序主要包括复合材料正交各向异性三维力学本构模型、判定损伤起始的Hashin失效准则和基于能量的渐进失效模型,结合ABAQUS/Explicit进行一系列数值模拟验证了该模型的适用性。在进行水下爆炸冲击波加载时,考虑到实际炸药实验的诸多缺点,并根据水下爆炸冲击波的传播特性和应力波理论阐述了一种水下爆炸冲击波模拟装置,通过改变弹片质量、初速度和材料等条件,模拟出水下爆炸冲击波载荷的效果。该实验装置简易安全,可在实验室进行。本文根据外国文献建立了该模拟装置的有限元模型,运用ABAQUS软件中的CEL方法来模拟水和结构的流-固耦合过程及冲击波的产生,通过将数值结果和理论及实验结果进行比较,验证了本文建立数值模型的有效性。评价复合夹芯结构性能是否优良的标准是其抵抗变形破坏的能力和耗能能力,它们与夹芯结构的材料及设计参数之间有着紧密关系。由于实验条件下难以精确测量结构的耗能和损伤情况,而数值模拟的手段很好得弥补了实验的不足。基于验证过的水下爆炸冲击波模拟装置有限元模型,探讨不同强度的冲击波加载条件下,面板芯层厚度比、芯层密度、芯层密度梯度排布等参数对复合材料夹芯板的变形、毁伤和能量吸收的影响。最后,基于在海战时水雷的巨大威胁和海上排雷的重要性,根据一种拖曳式扫雷具的结构形状,建立了夹芯结构的圆柱有限元模型,结合ABAQUS的声固耦合算法分析了水下中远场爆炸冲击波作用下结构的动态响应,为深入了解扫雷具的抗冲击性能提供参考。