[发明专利]一种获取水下爆炸下舰船的损伤模式分布图谱的方法及系统

权利要求书

1.一种获取水下爆炸下舰船的损伤模式分布图谱的方法，其特征在于，所述方法包括：

获取用于表征水下爆炸产生冲击波强度和气泡脉动强度的第一冲击因子，获取用于表征气泡脉动与船体结构的耦合效应的第二冲击因子，利用第一冲击因子和第二冲击因子获取用于描述水下爆炸强度的第三冲击因子；

利用舰船的型高、型宽、板厚和惯性矩之间的映射关系，获取用于表征舰船结构强度的强度因子；

获取第三冲击因子和强度因子的若干取值组合下舰船所对应的损伤模式，以构建用于进行水下爆炸下舰船的损伤模式预测的分布图谱；

其中，所述第一冲击因子f_e具体为：

C₂为基于平面波假设和结构遮挡的冲击波能量相等下获取得到的冲击波强度，γ为用于表征气泡脉动强度的爆径比参数，W为药包质量，R为爆心与舰船的最短距离，R_max为气泡最大半径，D为爆炸深度，D₀为大气压力水头高度；

所述第二冲击因子f_ζ具体为：

表示船体梁一阶湿模态频率F_S与气泡第一次脉动频率F_b之比；

所述强度因子S具体为：

I为舰船船体梁典型截面惯性矩；B为船体梁型宽；H为船体梁型高；t为板厚；

所述利用第一冲击因子和第二冲击因子获取用于描述水下爆炸强度的第三冲击因子具体为：

C₄＝-λf_elog₁₀f_ζ

C₄为所述第三冲击因子，f_e为所述第一冲击因子，f_ζ为所述第二冲击因子，λ为用于船体梁模型计算的缩比尺度。

2.根据权利要求1所述的一种获取水下爆炸下舰船的损伤模式分布图谱的方法，其中，所述舰船所对应的损伤模式包括：

整体中拱、底部“瘦马”失效、塌底破坏、右舷塌底破坏、左舷舷侧“瘦马”失效、局部底凹变形、整体中垂损伤、整体鞭状响应、整体弹性响应、鞭状响应和整体弹性中的一种或多种。

3.一种获取水下爆炸下舰船的损伤模式分布图谱的系统，其特征在于，所述系统包括：

冲击因子获取模块，用于获取表征水下爆炸产生冲击波强度和气泡脉动强度的第一冲击因子，获取用于表征气泡脉动与船体结构的耦合效应的第二冲击因子，利用第一冲击因子和第二冲击因子获取用于描述水下爆炸强度的第三冲击因子；

强度因子获取模块，用于利用舰船的型高、型宽、板厚和惯性矩之间的映射关系，获取用于表征舰船结构强度的强度因子；

分布图谱获取模块，用于获取第三冲击因子和强度因子的若干取值组合下舰船所对应的损伤模式，以构建用于进行水下爆炸下舰船的损伤模式预测的分布图谱；

其中，所述第一冲击因子f_e具体为：

C₂为基于平面波假设和结构遮挡的冲击波能量相等下获取得到的冲击波强度，γ为用于表征气泡脉动强度的爆径比参数，W为药包质量，R为爆心与舰船的最短距离，R_max为气泡最大半径，D为爆炸深度，D₀为大气压力水头高度；

所述第二冲击因子f_ζ具体为：

表示船体梁一阶湿模态频率F_S与气泡第一次脉动频率F_b之比；

所述强度因子S具体为：

I为舰船船体梁典型截面惯性矩；B为船体梁型宽；H为船体梁型高；t为板厚；

所述利用第一冲击因子和第二冲击因子获取用于描述水下爆炸强度的第三冲击因子具体为：

C₄＝-λf_elog₁₀f_ζ

C₄为所述第三冲击因子，f_e为所述第一冲击因子，f_ζ为所述第二冲击因子，λ为用于船体梁模型计算的缩比尺度。