水下爆炸载荷下超弹蜂窝夹芯覆盖层的耦合动屈曲机制及均匀化计算方法研究

如何有效提高现役舰船的水下抗爆能力是当前我国海军十分关注的问题之一。超弹性夹芯覆盖层技术利用蜂窝薄壁芯层压缩时屈曲大变形形成的应力平台期，能大幅削弱爆炸波入射冲量，有效保护主船体并改善设备冲击环境，具有良好的应用前景。本项目紧密围绕这一新技术蕴含的一般性科学问题，从理论上深入探索超弹性薄壁芯层在高应变率及流固耦合条件下的动态屈曲及回弹行为，定量分析冲击波能流在流体、覆盖层、主船体三者之间的传播及耦合机制；并在应变能密度函数相等准则下，构造忽略芯层几何细节的率相关均匀化本构模型，解决周期芯层的几何复杂性导致水下爆炸数值计算时产生的过量自由度难题；在此基础上，综合运用所建理论模型并结合实验手段，从全面的参数化分析入手，最终建立面向具备良好抗爆性能的超弹覆盖层的定量设计准则及优化方法，推动该技术在实船上的应用。