1、国外研究现状

从19世纪开始，国外就已经展开了对船舶抗冲击技术的研究，尤其是上世纪40年代时在比基尼岛进行的实船水下爆炸试验中，美国海军记录了各类型船舶包括其管路系统在内的破坏情况及其冲击环境，得到了大量珍贵的实验数据。凭借诸多的实战和试验，国外形成了相对详细的舰船抗冲击的军用标准。在这其中，美国海军海上系统司令部根据多年累积的资料编制了多套军用规范，在常见的战斗损伤中包含了船舶管路系统的受冲击破坏，使得进行船舶管路的抗冲击试验和编写规范做得有章可循。

船舶管路的动力学模型是偏微分方程，其解析解较难获得，因此，数值计算模拟被较为广泛地应用于船舶管路抗冲击的试验研究中。在计算机技术发达的海军强国中，开发了许多专门针对船舶管路系统的软件。船舶管路系统动力学分析的专用软件主要由美国海军开发，包括有限元软件ALGOR中的PipePak模块和管路应力分析软件CAESARⅡ。管路设计中着重需要考虑其抗冲击能力，美国海军已将船舶管路系统的设计评估引向参数化的综合性集成[3]；日本核能安全组织则历时多年完成了典型核电站管路系统在强地震载荷冲击下的响应分析，通过ANSYS软件数值仿真及模型实验得出了评估新规范的许用应力准则，该研究方式与思路对于船舶管系的设计和校核工作具有一定的引导作用。

从以上各国的研究内容可以看出，在理论分析及计算方法达到一定水平并且实船和模型试验达到一定数量后，船舶管路的抗冲击才能够形成规范，并评估与监管船舶管路系统的设计及抗冲击性能。可见，对于一些国外的海军强国来讲，其船舶管路抗冲击技术已达到一定的水平。

2、国内研究现状

我国国内在对船舶管路抗冲击性能进行研究时，主要采用基于有限元原理及梁模型的数值模拟计算[4-8]。例如：在分析管路支座布置的数目及位置这个问题中就采用了梁模型；对具体工程问题中的管路研究，采用了数值模拟和动力有限元法对管路支座布置数目及位置进行了优化；对管路系统的水锤效应的研究中，特征线法被用来研究流体管道在冲击作用下的动响应[9]。可是在以上研究中，采用梁单元并不能反映出管路的应力分布以及周向应力的变化，加之一些管路附件和支架的约束、管路边界大多没有考虑在内[10]。对于船舶管路抗冲击的研究来说是不全面的，因此，建立成套的管路模型对于研究分析管路冲击响应以及对总结管路薄弱区域具有十分重要的意义。

我国也开展过一些管路抗冲击试验研究来探索船舶管路抗冲击规律。像是中国船舶科学研究中心（702所）在跌落式冲击机上开展的管路抗冲击试验；上海交通大学在振动台上进行的空间管路动态性能试验；中国核动力研究设计院在中型冲击机上进行的冲液加压管路系统的冲击试验[11]。然而由于条件设备有限，我国实船上的管路抗冲击试验不管从规模上还是数量上都十分有限，不足以为管路抗冲击研究提供有效的数据支持。我国对于船舶抗冲击的性能研究起步较晚，研究主体也主要集中在船舶主体结构和大型动力设备等系统的抗冲击性能研究，对于船舶管路的抗冲击研究则做的比较少。总体来说，在船舶管路抗冲击研究这个方向上，国外的研究以管路结构和支吊架的布置为主；我国则主要是基于数值仿真技术对船舶管路的抗冲击性能进行研究，然而尽管在实验方向具有一定的研究基础，但在实船管路抗冲击性能上的研究还比较少。在数值仿真、

模型试验、实船试验等方面，我国的研究水平距一些西方国家有不小的差距，在船舶管路系统抗冲击设计、影响因素、性能预报等方面的相关研究急需展开。