内爆是指反舰武器战斗部穿甲并在舱室内部空气介质内延时爆炸,这是反舰武器针对舰船的重要攻击手段,水面舰船作为海战的重要武器平台会在爆炸载荷的作用下遭受严重的损害甚至丧失生命力,为保护重要舱室提高舰船生命力,提高舱室结构抗内爆载荷的性能具有重要意义,其中需要重点分析舱壁在内爆载荷下的动态响应规律。舱室结构抗内爆载荷的动态响应涉及空中爆炸冲击波的产生和传播,以及空气冲击波的重要参数,舰船板架在空气冲击波作用下的变形、吸能以及破坏模式和有泄爆口舱室的舱壁在空气冲击波作用下的加速度以及位移响应。主要利用ANSYS/LS-DYNA商用非线性有限元分析软件对动态响应涉及的内容进行数值模拟分析,并根据学者的实验和理论对数值模拟的数据结果进行解释。具体的研究内容和结论如下:(1)分析了空气冲击波的传播及其重要参数的经验公式,对非线性有限元软件ANSYS/LS-DYNA中ALE算法的基本控制方程和解法进行了分析,并给出了空中爆炸算例,结合学者的试验结果和经验公式进行了对比分析;利用合适的参数,利用数值模拟方法对无反射边界条件对空中爆炸超压峰值的影响范围进行了研究。根据上述分析,空中爆炸冲击波是带稀疏波区的特殊空气波,对超压峰值和正压区作用时间的计算可以选取Henrych的经验公式作为主要参考,对比冲量的计算可以选取Sadovskyi的公式作为参考;在对空中爆炸进行数值模拟时,无反射边界条件的影响会随着模型尺寸的增加逐渐变大,当边界处超压峰值逐渐增大时,模型尺寸与考察范围的比例也逐渐增大;当模型尺寸即空气域尺寸与考察范围尺寸比例增大到一定程度时,可减弱无反射边界条件的影响。(2)分析利用能量法求解板架的变形;给出了空爆载荷下加筋板架结构响应的数值模拟算例,对爆炸载荷对不同结构的加筋板架响应的影响进行了分析,重点分析了加强筋对板架与空气耦合面超压峰值的影响。根据上述分析,板架加筋结构对板架不同位置的超压峰值和位移值有一定的影响,加强筋处于迎爆面的板架超压峰值结果较处于背爆面的板架小;测点据爆源位置较近时,加强筋对测点位置超压峰值几乎没有影响,加强筋对冲击波的反射作用影响范围不大。(3)分析了爆炸载荷冲击波在舱室中的传播,重点讨论了冲击波的正入射和斜入射,以及冲击波的汇聚作用;分析了冲击波对舱壁结构的破坏模式;利用数值模拟方法分析了舱室结构在空中爆炸载荷作用下的响应,以及泄爆口数量、位置和尺寸对带泄爆口舱室结构响应的影响。通过上述分析,板架应力集中主要在边界和加强筋位置;泄爆口面积与舱室的结构响应呈负相关;对有一定面积泄爆口的舱室,泄爆口的数量越少越好;对于一定质量的炸药,泄爆口与爆源的相对距离一定时,存在某一临界的泄爆口面积,当泄爆口面积小于此值时,泄爆口不能显著改变舱壁的结构响应,当泄爆口的面积大于此值时,泄爆口的作用能显著减小舱壁的结构响应,且相对距离较近时临界的泄爆面积较小,相对距离较大时临界的泄爆面积较大;对于一定质量的炸药,当泄爆口与爆源的相对距离较近时,泄爆口数量越少,越有利于减小舱壁的结构响应,当相对距离较远时,泄爆口的数量对舱壁的结构响应几乎没有影响。