随着水中武器的发展,水下爆炸载荷及其对舰艇结构造成的毁伤特性已经成为目前国际上研究的前沿和热点。近年来,鱼雷等水下武器作为舰船潜艇的主要威胁,越来越受到国内外研究人员的关注,利用水下爆炸冲击波硬杀伤鱼雷也逐渐成为更多国家采取的防御手段。为最大程度发挥水下战斗部威力,提高水下武器毁伤效能,深入研究水下爆炸载荷威力场结构及其对典型目标毁伤规律是当前十分重要的研究课题。水下爆炸载荷主要由爆炸冲击波和气泡构成,爆炸冲击波主要是对目标局部易损结构造成毁伤,而气泡脉动则针对整体毁伤。固支多层片组结构与舰船舷侧结构类似,在海上平台等民用设施上也多作为防护结构使用,其等效强度与鱼雷头部自导系统基本一致;战斗部屏蔽装药结构是水下武器造成杀伤的核心部件,也是水下爆炸硬杀伤的主要针对结构,这些结构在水中主要承受爆炸冲击波的作用,并不涉及气泡载荷。本文综合利用理论、数值和试验方法研究了固支多层片组结构在水下爆炸冲击波作用下的毁伤行为。以能量法为基础,建立了典型多层片组结构在水下爆炸冲击波作用下的塑性响应模型,并对不同工况下固支多层片组结构的毁伤进行了仿真研究,最后开展了水下爆炸毁伤试验,对水下爆炸冲击波压力参数和多层片组结构的毁伤情况进行了测试。研究结果表明,该理论模型可以很好的预测多层片组结构的毁伤破坏情况,包括其塑性变形层数、剪切破坏层数和最大破坏深度。根据毁伤程度的不同,层片将产生塑性大变形、拉伸撕裂破坏、剪切断裂失效三种毁伤模式。对于2024T351铝合金片组结构,当冲击因子达到0.17,即可将6层固支层片全部破坏。利用理论与数值仿真相结合的方法,针对屏蔽装药结构在水下爆炸冲击波作用下的冲击起爆问题开展了研究。在理论上建立了水下爆炸冲击波对屏蔽装药的冲击压力计算方法,结合炸药起爆判据,从而确定了炸药冲击引爆的临界距离。采用AUTODYN仿真软件,对水下爆炸冲击波冲击引爆屏蔽装药的过程进行了数值模拟。采用最小二乘法得到了临界理论起爆判据p~nτ=K的参数n=1.37,K=2.33×10~7(国际单位制)。研究结果显示,理论计算与数值模拟误差不超过6.75%,吻合较好,说明所建立的理论计算方法是有效的;当TNT药量为6.6kg、挡板厚度为10mm时,临界起爆距离为1.6m。