深海钛合金球形耐压壳内爆冲击诱导环肋圆柱壳殉爆失效机理研究

来源：振动与冲击杂志2025年第22期北京时间：

作者：郑建才,,，李明怡,,，孙盛夏,,，黄己协,,，赵敏min.zhao@sjtu,,

单位：1.上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院，上海200240；2.上海交通大学海洋工程全国重点实验室，上海200240；3.海底科学与划界全国重点实验室，上海200240

摘要：深海潜器遭受剧烈冲击载荷作用时，其耐压结构会因局部应力超过自身承载极限而导致整体损毁，进而诱发水下殉爆。基于全海深深海环境模拟器开展极端高压环境中局部冲击载荷作用下深海钛合金耐压结构水下内爆试验。采用自开发的有限体积法模拟深海殉爆过程中可压缩多相流高压脉冲冲击波的流场演化，利用显式非线性有限元方法分析钛合金耐压结构在高速动态坍塌过程中的损伤失效行为。首先，对比了深海钛合金耐压结构水下内爆试验冲击波压力及结构残骸形态，验证了水下殉爆流固耦合数值方法的准确性。其次，深入探究了深海钛合金球形耐压壳内爆冲击诱导环肋圆柱壳殉爆的损伤演化规律及失效机理，揭示了不同方向和位置局部冲击载荷作用下球形耐压壳内爆诱发环肋圆柱壳殉爆的物理机制。研究结果表明：球形耐压壳内爆时表现出显著的壁面迁移效应和垂向冲击效应，竖直方向双侧局部冲击作用下发生内爆的冲击波强度更大，对环肋圆柱壳毁伤更加严重。<br>

关键词：钛合金；球形耐压壳；环肋圆柱壳；内爆冲击