分享到:

舰船结构在爆炸冲击载荷作用下的局部破坏研究

本文主要研究了舰船结构在接触爆炸作用下的局部破坏。舰船在接触爆炸载荷作用下的破坏研究主要包括四个部分,即爆炸产物的流场分析和接触爆炸载荷、爆轰产物和爆炸冲击波与结构相互作用、爆炸冲击波在多层结构中的传播和衰减、舰船板架结构的弹塑性动变形响应分析。在接触爆炸情况下,爆轰产物和爆炸冲击波共同对结构产生破坏作用。本文介绍了爆轰和爆炸冲击波的基本理论、凝聚炸药的爆轰波阵面参数的近似计算公式,介绍了接触爆炸时结构中初始参数的计算方法和固体在强爆炸冲击波作用下的状态方程,为舰船板架结构在接触爆炸载荷作用下的破坏分析作了必要的准备工作。舰船结构主要是由梁板结构组成的,研究板架结构在爆炸冲击作用下的动态响应是舰船结构生命力的重点。本文基于理想刚塑性材料模型假定,采用能量原理分析了圆板和方板受接触爆炸载荷作用下的塑性动力响应,导出了破口半径的计算公式,并把结果同试验及经验表达式进行了比较,具有较好的一致性。本文对舰船舷侧防护结构在爆炸载荷作用下的  (本文共121页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连理工大学
大连理工大学

船舶结构在爆炸冲击载荷作用下的局部破坏研究

舰船在海战时,会遭到敌方反舰武器的攻击。从产生的破坏效果来看,舰船受到的攻击可分为接触爆炸和非接触爆炸两类。非接触爆炸可分为空中非接触爆炸和水下非接触两类。非接触爆炸主要是对舰船的船体结构及仪器设备等造成破坏。本文针对水面舰船在水下非接触爆炸下的响应问题,采用理论分析和数值计算相结合的方法开展研究,主要研究内容与结论如下:(1)研究了爆轰波的基本理论:爆轰波的CJ模型、爆轰波的二维模型、爆轰产物与固体状态方程和爆轰波的传播和相互作用。(2)研究了水下非接触爆炸冲击波的产生及传播规律。应用非线性动力学软件LS-DYNA,对水下爆炸冲击波传播的全过程进行数值模拟,并对四端刚固板结构的水下爆炸相应作了分析和比较。(3)水下爆炸还伴随有气泡和气泡脉动现象,本文对该现象进行了研究,给出了相应参数的计算公式。对研究舰船结构水下爆炸下的响应提供理论基础。(4)对船体结构在水下爆炸下的动态响应进行了数值模拟。总结了空爆作用船体结构响应的特点。将...  (本文共67页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
哈尔滨工程大学

鱼雷入水及其近场水下爆炸对舰船结构毁伤特性研究

鱼雷由水面或空中发射平台发射并安全入水后,相比于远场水下爆炸,鱼雷近场水下爆炸载荷特性及其对结构的毁伤特性更为复杂。鱼雷近场水下爆炸主要通过水下爆炸冲击波载荷、爆炸弹片载荷及气泡射流载荷共同作用于舰船结构来实现,结构往往产生大变形、大破口等非线性破坏。当水下爆炸气泡与已产生破口的结构相互作用时,气泡的动态特性及其引起的射流特性较完整结构产生较大差异。鉴于鱼雷入水过程全非线性、近场水下爆炸载荷的复杂性及其对结构的强破坏性,开展鱼雷入水及其近场水下爆炸流固耦合研究对提高舰船结构设计及抗打击能力具有重要的意义。基于上述问题,本文从鱼雷入水冲击水动力特性及近场水下爆炸三类载荷(冲击波、弹片、射流载荷)基本特性研究入手,同时开展不完整边界条件下气泡射流特性试验研究,对鱼雷近场水下爆炸载荷作用下舰船毁伤模式及舰船设备一体化抗冲击进行研究。本文首先从鱼雷武器特点、水下爆炸基本现象及分类入手,对鱼雷头部入水及其近场水下爆炸对舰船毁伤特性的流固耦...  (本文共197页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
哈尔滨工程大学

大型运输船水下爆炸结构强度计算方法研究

在当前国际海军战舰的建设中,一些大型救援船、补给船等不以战斗为目的的万吨级大型运输船舶,对于海军舰船编队在海上的续航力、生命力起到保驾护航的关键作用,是未来海军装备建设中重要的一环。对于此类以运输为目的的大型船舶,由于其主要任务是补给,船体的结构特点与民用油船相似,一般为双层壳结构,可以说是结构强度“加强版”的大型油船。但作为海军舰队体系的组成部分,其任务特点虽不是直接参与战斗,但设计者还是应当考虑到该类船型应当具有一定的船体抗爆强度,以满足任务要求。鉴于此类以运输补给为目的的大型运输船结构及任务的特殊性,本文以水下爆炸冲击为载荷环境,分析总结了该类船型在水下非接触、近场非接触和接触爆炸冲击作用下所对应的结构总纵强度、局部强度和剩余强度的计算方法。本研究旨在提出一套适用于该类船型在水下抗爆结构设计中系统规范的强度计算方法。为此,本文开展了以下研究工作:首先,总结三类水下爆炸载荷对舰船的毁伤特征,分别以爆距、结构毁伤响应为判别依据...  (本文共90页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
哈尔滨工程大学

接触爆炸载荷对舰船结构局部毁伤效果研究

舰船结构与接触爆炸载荷的作用是一个复杂的物理过程,涉及到固液气三相物态变化,随着当代制导技术的日益成熟,舰船上层建筑、底部和水下外舷结构受到反舰导弹、鱼雷等接触爆炸攻击的概率越来越大,结构的局部毁伤特性也因此成为当前业内重点关注的科研问题。因此本文在对复杂过程进行简化处理的基础上利用数值方法和理论推导及经验公式对大型水面舰艇结构在接触爆炸载荷作用下的局部毁伤效果进行了研究,对于提高整体结构的防护性能有着十分重要的意义。首先,对国内外的常用攻击武器进行了系统的总结和分析,选取了典型攻击武器,针对深化方案阶段的船体上层建筑基本结构图进行了实体建模,进而通过设置不同工况利用大型非线性有限元软件LS-DYNA对大型水面舰艇上层建筑空中抗爆强度进行了数值模拟计算,从上层建筑的变形特征、破坏模式及破口大小和影响区域等方面出发,分析了典型反舰武器对大型水面舰艇上层建筑的毁伤效应。其次,在前人理论研究的基础上,通过对模型的适当简化的同时参考水下...  (本文共109页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
哈尔滨工程大学

水下爆炸下舰艇典型结构塑性损伤研究

在现代化海战中,由于武器制导技术和毁伤威力的飞速发展,潜艇和水面舰船在执行任务过程中,生命力遭受各种水下武器攻击的威胁日益严峻。然而,由于载荷和结构形式的复杂性,国内外研究者对典型舰艇结构在冲击载荷作用下的损伤机理的认识仍不清晰,严重制约了现代舰艇抗冲击能力的提升。本文基于对大量国内外相关文献资料的调研,概括总结了舰艇毁伤问题的研究现状的同时,发掘了目前主要研究方法的不足,然后据此分别针对潜艇和水面舰船的典型结构形式在水下爆炸载荷下的塑性损伤计算方法和相应力学特性开展了研究工作,并分别设计了模型试验对其进行验证。针对潜艇结构抗冲击问题,传统方法计算加筋圆柱壳塑性大变形通常仅考虑了冲击波载荷,而忽略了潜艇实际工作水深的影响。本文首先对潜艇总体冲击损伤问题,利用刚塑性长壳理论,建立了舱段整体凹陷的力学模型。应用动量守恒原理计及静水压力的影响,得到计及冲击波初始损伤,在气泡脉动载荷二次加载下的圆柱壳塑性大变形理论计算方法,获得塑性铰移...  (本文共189页) 本文目录 | 阅读全文>>