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为提高武器弹药对舰船的毁伤能力,本文在研究聚能射流的形成机理、聚能装药的毁伤方式和影响聚能效应的因素、舰船靶板结构的基础上,以环形聚能装药(爆炸成型弹丸)爆炸载荷对舰船近场和浅水区的典型靶板(双层靶板,双层加筋靶板,双层加强筋靶板)的毁伤效果进行了研究,采用耦合欧拉和拉格朗日方法,建立了环形聚能装药对舰船典型靶板毁伤效果(侵彻深度、孔径大小)的模型,并进行了静爆试验(静破甲)验证。主要研究内容如下:(1)本文在分析聚能射流的形成机理、聚能装药的毁伤方式和影响聚能效应的因素的基础上,设计的环形聚能装药结构:选用Q235钢作为环形聚能战斗部外壳,战斗部直径为100mm,高度为100mm,战斗部壁厚为2mm,端盖中心有直径25mm的通孔,用于安装传爆药柱,端盖厚为4.0mm;以B炸药作为战斗部装药,装药质量为1.38Kg,装药高度为100mm,装药直径为96mm,装药密度为1.68g/cm~3,采用熔铸的装药方式:传爆药选用JH-14C传爆药,药柱直径为25mm,药柱高度为20mm,装药密度为1.70g/cm~3,传爆药柱质量为16.68g;紫铜药型罩是由直径48mm和直径47.7mm相割形成的部分截面环绕而成:(2)近场水下爆炸试验采用四分之一缩比聚能装药结构,装药直径为24mm,高度为40mm,中心有直径为7mm的通孔,用于安装8号工业电雷管,聚能装药为B炸药,装药质量为40g,装药高度为25mm,装药直径为40mm,装药密度为1.68g/cm~3,采用压装的装药方式;药型罩的材料为紫铜,是由直径9.8mm和直径9.12mm相割形成的部分截面环绕而成:水下爆炸试验双层靶板的尺寸为500mm×500mm×3mm,架子的尺寸为500mm×500mm×50mm;第一发聚能水下爆炸试验对单层靶板,试验结果为第一层钢靶的孔径值为166mm;第二发聚能水爆试验对双层靶板,第一层靶板的孔径为177mm,第二层靶板的入口孔径值为20mm。(3)采用AUTODYN软件建立环形聚能装药侵彻水下双层结构的二维模型,选择CEL算法,环形聚能射流穿透了双层结构;第一发聚能水下爆炸试验模拟误差为12.5%;第二发聚能水下爆炸试验模拟第一层和第二层的误差分别为15.3%,15.0%。(4)浅水区静爆试验采用1:1环形聚能装药结构,双层靶板尺寸为400mm×400m m×10mm的45#钢靶与400mm×400mm×50mm的见证铝靶;加筋靶的尺寸为400mm×400mm×10mm的45#钢靶分别焊接6块加筋板和7块加筋板,与400mm×400mm×50mm的见证铝板;第一发静爆试验对无加筋的双层靶板:第一层靶的入口孔径值为75mm,出口孔径为75mm、第二层靶的入口孔径值为91mm,出口孔径为84mm。第二发静爆试验针对加筋结构的双层靶板:第一层靶的入口孔径为75mm,出口孔径为75mm、第二层靶的入口孔径为90mm,出口孔径为86mm。第三发静爆试验对加强筋的双层靶板:第一层靶的入口孔径为75mm,出口孔径为75mm、第二层靶的入口孔径为83mm,出口孔径为83mm。(5)采用AUTODYN软件建立了环形聚能装药对浅水面空气中双层靶侵彻的三维模型,然后模拟了加筋板和加强筋的侵彻情况,环形聚能装药均穿透了三种靶板。第一发静爆试验的模拟误差为:第一层靶正面与背面误差均为8.0%,第二层靶正面与背面的误差分别为9.89%,10.8%。第二发模拟的误差为:第一层靶正面与背面的误差分别为6.0%,8.0%,第二层靶正面与背面的误差为10.0%,10.7%。第三发模拟的误差为:第一层正面与背面的模拟误差均为8.0%,第二层靶正面与背面的模拟误差分别为10.8%,7.2%。