Experimental verification of movement of object subjected to underwater noncontact explosion

Developed with the distribution method of boundary parameters with usage of S function to structure strength calculation by percussive loads from non-contact underwater explosions. Euler-Bernoulli beam equation is used as a model with an arbitrary variation of mass, rigidity and dimensions which floats on free surface of water. Beam model was loaded with shock wave caused by underwater explosion. Beam models used in shipbuilding, give apart from simple and clear description, great approximation in general structure strength range and in hull vibration calculation. Load is assumed in a form of pressure behind the return wave assuming non-deform wall. On the basis of derived dependences the bending moment and stress were calculated in individual sections. Research took place in the testing ground in the Bay of Gdansk, where the explosive charge was installed in the centre plane of longitudinal beam. PMW-8 was used as a blasting material. On the basis of measurements the stresses in appropriate sections of beam were define. Stress quantities theoretically calculated with this method and defined on the basis of experiment studies are presented in table determining their percentage relative difference. Additionally the effect of explosive material density on velocity, detonation pressure and on pressure change along with cylindrical diameter increase of material is presented.

Opracowano operatorowo dystrybucyjną metodę parametrów brzegowych z wykorzystaniem S funkcji do obliczeń wytrzymałości ogólnej kadłuba okrętu przy obciążeniach udarowych od niekontaktowych wybuchów podwodnych. Modelem jest belka Eulera-Bernoulliego o dowolnie zmiennej masie, sztywności i wymiarach pływająca swobodnie na powierzchni wody, obciążona falą uderzeniową wywołaną wybuchem podwodnym. Modele belkowe rozpowszechnione w okrętownictwie dają obok prostego i przejrzystego opisu dużą dokładność w zakresie wytrzymałości ogólnej jak i w odniesieniu do pierwszych form drgań kadłuba. Jako obciążenie przyjęto ciśnienie za falą odbitą traktując przegrodę nieodkształcalną. Na podstawie wyprowadzonych zależności obliczono momenty gnące oraz naprężenia w poszczególnych przekrojach. Badania poligonowe wykonano w akwenie przybrzeżnym Zatoki Gdańskiej, umieszczając ładunki w płaszczyźnie wzdłużnej belki. Użyto materiał wybuchowy PMW-8. na podstawie pomiarów określono naprężenia w odpowiednich przekrojach belki. Odpowiednie wartości naprężeń obliczonych teoretycznie przedstawioną metodą oraz określonych na podstawie badań doświadczalnych zestawiono w tabeli wyznaczając ich procentową różnicę względną. Dodatkowo przedstawiono wpływ gęstości materiału wybuchowego (TNT) na prędkość i ciśnienie detonacji, oraz zmianę ciśnienia wraz ze wzrostem średnicy ładunku walcowego.