舰船是现代海上战场中的主要作战单位,肩负着完成作战目标、保护船员安全等重要任务。随着现代科技的迅速发展,反舰武器的命中精度、携带药量以及隐蔽性等性能迅速提升,对舰船造成严重威胁。来自空中不同形式的反舰武器,会对船体结构造成不同程度的毁伤,致使舰船后生命力出现下降,严重威胁着舰船的持续作战能力以及船员的生命安全。为了提高舰船在海上战争中的有效生命力,大型作战舰艇目前主要采用甲板纵向箱型梁结构进行防护,以保证舰船在受到空中武器攻击后依然有足够的剩余强度。因此,研究不同形式空中武器对舰船的毁伤过程以及剩余极限强度对评估舰船后生命力、提高舰船防护性能及设计新型甲板纵向箱型梁结构具有十分重要的实际意义。本文在空中冲击波和空中接触爆炸理论研究基础上,对冲击波和典型薄板接触爆炸数值模拟方法进行研究,得到冲击波的传播规律和典型薄板的破口尺寸,并与相关经验公式结果进行对比,确定了多欧拉域流-固耦合数值模拟方法;进而以我国某大型水面作战舰艇不同位置处典型舱段为研究对象,分别详细研究了空中接触爆炸以及舱室内部爆炸载荷作用下舱段结构的动态响应过程,从而得到不同形式爆炸载荷作用下舱壁结构的破坏模式与毁伤特性;在此研究基础上根据舰船极限强度理论研究结果,对受到不同毁伤作用的舱段进行了剩余极限强度的研究,分析了完整舱段和受到不同载荷形式作用后舱段的弯曲崩溃过程以及剩余极限强度特点,获得了影响舱段剩余极限强度的重要因素;最后,在保持型材腹板高度不变的前提下,基于船体剩余极限强度评判指标,对比研究了舱室内部爆炸载荷作用下I型、Y型和V型甲板箱型梁结构的抗冲击毁伤性能,从而得到一种可以有效提高船体结构剩余极限强度的新型甲板箱型梁结构形式。本文主要研究工作如下:(1)冲击波和接触爆炸理论及其仿真方法研究。研究空中爆炸冲击波的传播过程和参数方程,对不同网格尺寸下空中爆炸冲击波传播过程进行数值模拟,得到计算精度较高的仿真方法。研究空中接触爆炸作用下典型薄板结构破口尺寸理论计算方法,并将薄板结构数值模拟结果与文献理论计算结果进行对比研究,验证了本文有限元模型计算精度的可靠性,为后续研究提供理论和技术方法依据;(2)舰船极限强度理论及其仿真方法研究。研究船舶极限强度不同理论计算方法及其优缺点,采用不同的计算方法对不同网格尺寸下经典试验模型Reckling23进行数值仿真模拟,并将模拟结果与文献试验结果进行对比,得到一种计算效率与计算精度均较优的仿真方法以及网格尺寸,为后续极限强度研究提供理论和技术方法依据;(3)空中爆炸载荷作用下舰船结构动态响应研究。对我国某大型水面作战舰艇几个典型舱室在空中接触爆炸、舱室内部爆炸两种载荷方式下的动态响应进行数值模拟,对不同载荷形式下的冲击波传播、毁伤变形以及结构吸能等动态响应特点进行分析;进而揭示了不同载荷形式下典型舱段各结构的破坏模式;最后提出了强力甲板接触爆炸破口尺寸以及舱室内部爆炸迎爆舱室结构吸能量的预报公式;(4)空中爆炸载荷作用后舱段剩余极限强度研究。基于不同空中爆炸载荷形式以及不同炸药量下不同典型舱室动态响应数值模拟结果,研究完整典型舱段和毁伤舱段的中垂弯曲崩溃过程,获得了对舱段剩余极限强度有影响的敏感因素;对完整典型舱段和毁伤舱段的剩余极限强度进行研究,揭示了不同载荷形式以及炸药量对舱段后生命力的影响情况;(5)新型强力甲板箱型梁结构舱段防护性能研究。提出I型、Y型和V型等新型强力甲板箱型梁结构,在保持型材腹板高度不变的前提下,以舱段结构在受到舱室内部爆炸载荷作用后的剩余极限强度为评判指标,对新型结构舱段的抗冲击毁伤性能进行对比研究,得到对舱段剩余极限强度提升最大的新型强力甲板箱型梁结构。