不同厚度航行器高速入水冲击载荷及壳体变形特性

航行器高速入水过程中，壳体受冲击载荷作用将产生大变形，而大变形又反过来影响航行体的受力状态。为了了解航行体结构受入水冲击的动态响应特性，基于结构化任意拉格朗日-欧拉（structured arbitrary Lagrange-Euler, S-ALE）算法研究了航行器撞水阶段壳体所受冲击载荷与变形的关联性，获取了壳体变形模式，并分析了壳体厚度对变形的影响规律。结果表明：壳体内凹大变形将增大航行器所受法向载荷，载荷峰值的脉宽虽为“毫秒级”，但对壳体变形具有较大影响。入水速度较低时，壳体变形模式以弹性变形为主，变形区域在上凹和下凸间不断转换，增大壳厚，结构主要通过减小脉宽来抑制变形；入水速度较高时，壳体变形模式以塑性变形为主，依次出现内凹区、拉伸区和卷曲压缩区，随形变量增大，拉伸区不断扩张，而卷曲压缩区不断后移，其中内凹变形受斜入水影响向y+方向偏斜，而卷曲压缩区在壳厚较小时出现S形卷曲对，增大壳厚，结构主要通过减小峰值来抑制变形。航行器斜入水内凹变形非对称性的内在机理为弹性应变与塑性应变的叠加效应，当冲击能量不变时，增大壳厚提升了内凹区壳体对冲击能量的吸收能力，减小了拉伸和卷曲压缩形变量...