聚能战斗部作为鱼雷战斗部发展的一个重要方向,近年来被广泛应用于反潜武器中。聚能炸药水下爆炸载荷主要包括金属射流、冲击波、气泡脉动、气泡射流及破片等,可对水面舰船及水下作战平台造成毁灭性打击,因此探究聚能炸药水下爆炸载荷特性及其对结构的毁伤规律具有重要意义。本文基于AUTODYN软件CEL算法及LS-DYNA软件ALE算法,开展了聚能炸药爆炸载荷作用下双层加筋圆柱壳结构毁伤特性研究,揭示了聚能炸药的作用机理,探究了金属射流载荷的影响因素,在计及静水压力下进一步研究了结构在不同载荷作用下的毁伤规律,并针对破片载荷下的耐压壳结构防护提出了设计方案,为潜艇结构设计提供了参考。首先,基于聚能炸药的研究现状及聚能战斗部水下毁伤特性提出了本文的研究重点及研究方法;根据AUTODYN软件CEL算法及LS-DYNA软件ALE算法的相关理论,通过将研究方法的数值解与经验公式、相关实验结果进行对比,有效验证了本文研究方法的精确性。其次,为探究金属射流载荷的影响因素,首先基于AUTODYN软件二维轴对称算法,并以金属射流速度、靶板开孔尺寸为判定指标,依次研究了药型罩形状、起爆方式对金属射流载荷的影响;利用单层靶板结构,探究了在计及静水压力下、不同水深处的金属射流载荷侵彻性能。再次,为考核聚能炸药爆炸载荷作用下双层加筋圆柱壳的毁伤性能,通过建立的实尺度结构有限元模型,以金属射流对双层壳结构的穿孔结果作为施加冲击波及气泡载荷的初始条件,并基于LS-DYNA软件ALE算法探究了在不同水深、不同攻角下冲击波与气泡载荷对结构的毁伤规律。最后,针对破片载荷下耐压壳结构的抗侵彻性能,首先通过数值仿真验证了 AUTODYN软件二维轴对称Lagrange算法的正确性,并根据三明治靶板结构特点,依次研究了等面密度下的橡胶夹层、聚脲夹层以及钢板三种靶板结构在不同夹层厚度、不同冲击速度下的抗侵彻性能,并根据计算结果对耐压壳结构进行了设计。结果表明:弧锥形药型罩结构在水中的侵彻性能最好,且起爆面积越大,金属射流侵彻速度越高;双层壳结构在浅水区的工况中,非耐压壳结构均出现失稳,而耐压壳结构则具有较好的稳性,其中破片载荷是造成耐压壳结构毁伤的主要原因;而在深水区时,由于静水压力及气泡脉动载荷增强,耐压壳结构在气泡二次脉动后丧失稳性,整体结构在后续载荷作用下出现严重毁伤;等面密度下聚脲夹层靶板的抗侵彻性均优于传统橡胶夹层靶板及均质钢靶板,通过对耐压壳结构的设计,新型结构的抗侵彻性能相比常规结构均有提升,其中在侵彻速度大于600m/s时,其抗侵彻性能提升15%以上。