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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
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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
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舰船结构在爆炸作用下的非线性响应及可靠性研究

舰船在服役期间不可避免的遭受武器的攻击,减小舰船的损伤程度,提高舰船的生命力,是从事舰船设计、建造和使用人员非常关心的问题。因此,对爆炸作用下船体的局部破坏进行研究,计算破损船体的剩余强度和倾覆概率,分析破损船体结构的可靠性具有重要的意义。接触爆炸载荷作用下薄钢板的破坏是一个极其复杂的非线性过程,而其初始破口对板的整个破损过程产生重要的影响,因此临界破坏的研究对于结构的抗爆和武器战斗部的设计具有现实意义。应用塑性动力响应波动解及动态断裂理论,从理论上推导了薄钢板在爆炸冲击载荷作用下产生初始环向裂纹即发生临界破坏时的装药量,并得出板的临界位移理论表达式。在此基础上利用能量原理推导了破口半径计算公式。通过算例与试验进行比较,结果基本吻合,表明该理论能很好的解决接触爆炸载荷作用下薄板的破坏问题,为工程实际提供参考。从数值仿真和试验两方面对接触爆炸载荷作用下舰船防护结构的破坏进行了研究。采用试验的方法对舰船多层防护结构在接触爆炸载荷作用...  (本文共172页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
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大型水面舰船抗爆冲击能力分析研究

在现代海上作战中,舰船成为了主要的作战平台,其抗爆抗冲击性能研究越来越被各海军强国关注。现代舰船及其武器系统的制造技术复杂、成本高昂,如果生命力不能满足要求,不仅影响其作战性能的发挥而且会带来巨大的经济损失。实船水下爆炸是考核舰船抗爆能力最直接方法,但是由于通过实船实验需要花费大量的经费,试验难度也比较大。所以如今开展不同功能舰船结构局部强度及总体强度的抗冲击评估方法研究,对于建立和完善我国舰船结构生命力评估体系、提升舰船结构生命力设计水平具有重要意义。我国在舰船水下爆炸冲击载荷、舰船结构冲击响应和舰用设备冲击响应等方面开展了大量研究工作,提出了多项仿真计算方法,具备一定的冲击仿真计算能力。但在提高舰船的抗爆抗冲击性能和生命力方面,欧美各海军强国都投入了大量的人力物力进行研究,进行了较多的实船爆炸实验,积累了大量关于局部强度及冲击环境的宝贵数据,而我国的水下爆炸实验开展的相对较少,在一定程度上限制了舰船抗爆抗冲击设计能力的提高。...  (本文共199页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
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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>>

武汉理工大学
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爆炸载荷及复合多层防护结构响应特性研究

随着反舰导弹技术的快速发展,其隐蔽性、命中精度和战斗部装药质量大幅提高,舰艇面临着越来越严酷的爆炸环境和威胁。由战斗部爆炸瞬间产生的冲击波和高速破片群对舰艇的船体结构、舰载设备和人员造成不同程度的损伤,从而使舰艇丧失正常执行任务的能力甚至破损沉没。从各种反舰武器的攻击特点来分析,半穿甲内爆式反舰导弹是大型水面舰船的主要威胁。其攻击过程和特点是:(a)掠海飞行接近攻击目标,以避开舰船雷达搜索;(b)末端以接近水平姿态撞击舰船舷侧,依靠自身动能穿透舷侧外板,同时触发延时引信;(c)进入舰体内部爆炸,产生强烈的冲击波和高速破片群对舰体内部结构造成破坏。针对半穿甲内爆式反舰导弹的攻击特点,大型水面舰船可以利用其内部空间较大的优势,通过设置多层防爆舱室采用“逐层防护”的思想将反舰导弹的能量吸收。虽然国外在大型水面舰船舷侧防护结构方面已经有了较成熟的设计思想,但如果仅仅生搬硬套,则无法因地制宜的根据目前的反舰武器战斗部载荷特点和作战要求设计...  (本文共243页) 本文目录 | 阅读全文>>