随着经济的快速发展,海洋逐渐成为各国保护开发的重点,作为重要的战略资源,海洋资源可能会引发一些海战,不仅使舰船上的设备受到破坏,也使工作人员的生命财产遭受严重的威胁。海上舰船、水下航行器的燃料箱和液舱防护结构等可能受到爆炸冲击载荷和破片的侵彻造成严重的毁伤,因此对液舱结构的毁伤失效机理进行研究显得十分重要。近年来舰船结构轻量化这一概念的提出和普及,使具有良好的耐腐蚀性、较高的强度、良好的焊接性和切削性能等优点的5A06铝材料在海洋工程、船舶行业等广泛应用。本文选取5A06铝板作为液舱的前、后靶板,通过实验与数值仿真相结合的方法对弹体撞击作用下靶板的变形失效进行相关研究。具体内容如下:(1)进行液舱侵彻实验,通过高速相机记录弹体的入水姿态、空泡的演化过程。对比三种不同弹头形状的弹体在水中的速度衰减和产生的空泡尺寸,以此说明弹体动能的耗散情况。(2)对不同初速度的弹体撞击作用下5A06铝板的失效模式进行定性的总结,从弹体的头部形状对前、后靶板的失效机理进行对比分析。进一步分析弹体的头部形状、弹体初速度、靶板厚度等因素对靶板变形的影响。此外,通过应变片获得液舱前后靶板的动态响应分析水锤效应对前、后靶板变形的影响。最后,通过电子显微镜扫描(SEM)进一步说明靶板的失效机理。(3)运用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对液舱侵彻过程进行数值仿真,通过与实验对比来验证有限元模型的有效性。然后,对不同初速度的平头弹撞击液舱进行仿真,对冲击波初始峰值、弹体速度衰减、空泡大小等进行了分析比较,此外建立了前、后靶板局部最大变形与弹体初速度之间的近似线性关系,并结合实验与仿真结果,确定了液舱靶板不同失效模式之间的临界值,并建立了液舱靶板的损伤图谱。(4)对平头弹撞击几种不同含水量的液舱工况进行仿真,分析了含水量对弹体速度衰减的影响,从能量角度对不同含水量下的弹体侵彻过程进行分析,此外还分析了含水量对靶板的动态应力应变响应以及位移响应的影响,最后得到了弹体撞击下含水量对前后靶板的变形的影响规律。