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緒論

研究背景介紹

現代對艦船攻擊性武器的威力日益增強，而且命中精度和突防能力都有很大的改進，因此，對艦船防護的要求也越來越高，大型艦船十分強調自身的裝甲防護和結構防護，艦船防護能力集中體現在艦船的舷側結構的抗沖擊性能上，這就讓我們想到怎么樣才能夠讓舷側結構更加牢固，來延長艦船的壽命，使其更具生命力。

大型艦船防護系統主要有甲板防護、舷側防護、底部防護和專門防護組成，其中又以舷側防護的面積最大，防護要求最高。艦船舷側結構通常為多層結構，其主要的防御對象為類似魚類的攻擊性武器的爆炸沖擊，所以舷側結構設置多層來衰減其沖擊波,艦船水下防護結構一般設有3-5道縱向防雷隔艙，隔艙可以是空艙，也可以是液艙或者其它多孔介質材料。美英日等國艦船典型的防護結構的設計思想是將艦船結構的第一層設為空艙，目的是給接觸爆炸時的外板提供變形的空間，并迅速衰減水中爆炸的沖擊壓力，一般稱為膨脹艙；第二層隔艙一般為液艙，它可以使壁中集中載荷變成分布載荷，(液體的粘性，將對沖擊波和彈片起減速過濾作用)稱為吸收艙；第三層隔艙又為空艙，在防雷艙結構中，除設置釋放艙、吸收艙外，還要沿縱向設置一道防護艙壁作為最后的防線，這道縱向防護艙壁實際上是-塊比較厚的平板，有時也稱為主裝甲板，其上沒有架構加強，可假設為平面應力板，允許其變形，這層板可以產生裂紋并滲水，但要不能碰到最后一道隔壁，確保沖擊波不能夠對內層的結構的破壞作用，所以有必要加強鞏固其防護結構。

因此為了提高艦船結構的抗沖擊性能，使沖擊能量的耗散盡可能以一種可控制的方式進行，有時需要設計一些特殊的結構元件作為能量吸收裝置,或者叫能量耗散裝置。國內外很多人通過對泡沫鋁力學性能的研究，認為泡沫鋁材料是一種很好的吸能材料，再加上泡沫鋁質量輕，減震性好，成型容易，緩沖性能好等特點，基于這個特點，如果以其為內襯材料做夾芯板防護結構，會達到有更好的抗沖擊性能要求。

沖擊波按其傳播速度分為低速、中速、高速沖擊波，國內外一些學者對泡沫材料做高速沖擊實驗的分析結果顯示其衰減沖擊波的功能不是很顯著，分析原因認為泡沫材料在高速沖擊波下瞬間達到致密狀態其多孔材料的吸能特性失去了效用。針對于中低速沖擊波，需要將其設計成在沖擊載荷作用時工作在“薄膜應力”狀態下。即利用平板在薄膜應力狀態下能產生大撓度而不破損的特性來最大可能地吸收沖擊能量。由于該防護艙壁本身不參與其它強度，產生大撓度時，不會影響船的其它性能，因此這種設計是可行的。二戰后各國的艦船舷側防護結構水下防護結構的設計水平有了很大的進步。人們開始對水下艦船舷側爆炸問題進行比較系統的研究比較多，但是對泡沫鋁夾芯板結構的中低速沖擊載荷的研究相對少。對于艦船實艦沖擊載荷試驗，可見的國內外公布的資料不是很多，一般情況下，人們都是將實際模型簡化后進行試驗。

本文所提出了新型的抗沖擊防護體結構的很多特性以及應用方面的防護性問題，特別是對夾芯板的碰撞沖擊實驗、數值模擬方面的研究更值得我們去研究。