潜艇的主要的结构形式是加筋圆柱壳,当潜艇受到非线性载荷时会产生鞭状运动,它对舰艇的总纵强度影响很大,因此世界各国均对这一课题进行了深入研究。现阶段对水下爆炸载荷下加筋圆柱壳鞭状运动响应的试验研究和数值研究较多,而对解析解法的研究较少。解析解法与数值研究方法相比,消耗人力物力较少,不需要建立有限元模型,节约了时间成本,因此对解析解法的研究具有积极意义。本文在总结前人工作的基础上提出一种水下爆炸载荷下船体梁鞭状运动的解析解法,并用数值解法和试验数据对解析解法的有效性进行验证,最后基于解析解法讨论了不同参数对鞭状运动响应的影响规律并编写了鞭状运动响应计算软件。绪论部分对水下爆炸冲击波载荷、气泡载荷以及水下爆炸圆柱壳动态响应的研究现状进行综述,对比其优缺点,为后续的研究提供理论指导。对船体梁在水下爆炸载荷下鞭状运动的解析解法进行了详细阐述,根据运动特性将船体简化为使用Timoshenko梁模型和Rayleigh阻尼的一维梁单元,选取Cole提出的水下爆炸载荷的半经验半解析公式作为水下爆炸冲击波载荷模型,并使用泰勒平板理论对冲击波阶段的水动力进行计算,对比分析了Vernon气泡模型和G-H气泡模型的优缺点,确定了解析解法使用的气泡模型类型,基于势流理论和Morison相对速度公式计算气泡载荷阶段的水动力,最后使用Newmark方法求解船体梁的动态响应。基于相似性理论讨论了加筋圆柱壳试验模型的设计过程,由于引起鞭状运动的主要原因是低阶模态共振,以此为理论指导设计了试验工况;使用最小二乘法对应变数据进行处理,去除数据中的趋势项,并将去除趋势项后的数据同原始试验数据对比分析;使用EMD法将加速度信号分解,去除其中的噪声信号和趋势项,使用LSCE法对模态参数进行单点识别,并基于稳定图将虚假模态参数剔除;处理后的应变数据、加速度数据以及基于加速度数据识别出的模态参数为后续的数值仿真研究和解析解法有效性验证提供了数据基础。使用ABAQUS有限元数值仿真软件,基于声固耦合法和显式积分法建立了加筋圆柱壳的水下爆炸有限元模型,并对圆柱壳有限元模型进行有效性验证,得到加筋圆柱壳数值仿真的应变数据,并从极限弯矩的角度对试验工况下加筋圆柱壳总纵强度进行计算和分析。最后基于鞭状运动解析解法,以试验中所使用的加筋圆柱壳为模型,计算试验工况下的应变响应;从最大应变幅值和首次鞭状运动峰值时间两方面对试验研究方法、数值仿真研究方法和解析解法对比分析;基于解析解法分别讨论了炸药深度、爆距和爆点轴向位置对鞭状运动的影响规律:鞭状运动应变响应随着气泡脉动周期与结构一阶湿模态固有周期的比值先升高后降低,比值为1.34时鞭状运动响应最为剧烈;鞭状运动应变响应随着爆距增大而降低;鞭状运动应变响应随着爆点轴向位置偏移先升高后降低,爆点处于船舯位置时鞭状运动响应最为剧烈。