冲击波载荷作用下预制孔板动态响应研究

发布时间：2021-01-16 05:24

　　板结构作为工程应用中使用频繁的基本结构之一,其抗爆设计受到各国学者的广泛关注并已经获得了丰富的研究成果。但目前关于板结构抗爆研究的主要成果均是针对完整板结构的,然而在实际工程应用中,带孔板结构也被广泛应用。此外,研究带孔板在冲击波载荷作用下的动态响应也可以做为一种解耦方法,用以研究固支方板受破片以及冲击波的联合作用。但至今为止与带孔板抗爆性能相关的研究成果依然较少,因此本文对固支预制孔铝板在冲击波荷载下的动态响应进行了实验与仿真研究。本文首先采用空气激波管为冲击波加载装置,分别对具有方形孔、圆形孔、以及菱形孔的三种靶板在固支边界条件下进行冲击波加载实验研究。实验过程中使用两台高速相机组成的三维DIC测量系统获得了靶板冲击波荷载作用下的动态响应过程。实验结果表明,预制孔靶板的最终位移场与完整靶板类似,均可以采用三角函数形式进行表达。并结合实验结果分析了孔型以及开孔面积对靶板极限承载力以及抵抗变形能力的影响。同时为了深入研究预制孔靶板的动态响应规律,本文采用ABAQUS建立合适的有限元模型对该问题进行分析。数值模拟结果在靶板挠度、动态响应过程中的位移场以及破坏失效过程均与实验结果吻合较好,... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 板结构在冲击波载荷作用下的研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 预制孔板在冲击波载荷作用下的动态响应研究现状
    1.4 本文研究内容
第2章 实验装置及实验原理
    2.1 引言
    2.2 冲击波的荷载作用
        2.2.1 空气中的爆炸冲击波的形成以及特性
        2.2.2 冲击波的荷载效应
    2.3 实验方案
        2.3.1 实验装置
        2.3.2 实验靶件几何尺寸
    2.4 本章小结
第3章 激波管模拟爆炸冲击波荷载特性
    3.1 引言
    3.2 激波管模拟爆炸冲击波的工作原理
        3.2.1 激波管工作原理
        3.2.2 激波管模拟爆炸冲击波工作原理
    3.3 激波管数值仿真
        3.3.1 激波管有限元模型
        3.3.2 实验激波管长度比的确定及激波管荷载规律
    3.4 实验靶板荷载的获得
    3.5 本章小结
第4章 预制孔靶板动态响应实验研究
    4.1 引言
    4.2 靶板的动态响应实验结果及分析
        4.2.1 实验结果
        4.2.2 靶板响应过程及位移场
        4.2.3 预制孔靶板位移场的数学描述
        4.2.4 靶板的速度场
    4.3 靶板的失效模式
    4.4 孔对靶板最大挠度的影响
    4.5 靶板荷载与挠度之间的关系
    4.6 本章小结
第5章 仿真分析
    5.1 引言
    5.2 有限元模型
        5.2.1 材料本构模型选取及参数
        5.2.2 有限元模型的建立
    5.3 预制孔板数值模拟结果
        5.3.1 数值模拟结果与实验结果对比
        5.3.2 靶板的应力场分析
        5.3.3 靶板损伤分析
    5.4 预制孔板的进一步探究
        5.4.1 开孔位置对靶板的影响
        5.4.2 开孔面积对靶板挠度的影响
        5.4.3 预制孔靶板挠度增益函数
    5.5 本章小结
总结
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]冲击载荷作用下固支方板临界撕裂判据及极限吸能分析[J]. 陈嘉伟,孔祥韶,倪其军.  常州大学学报(自然科学版). 2019(01)
[2]爆炸冲击载荷作用下靶板动态响应研究[J]. 陈新祥,刘彦.  兵工学报. 2016(S2)
[3]爆炸冲击波作用下预制孔靶板塑性变形规律的研究[J]. 蒋建伟,侯俊亮,门建兵,王树有.  高压物理学报. 2014(06)
[4]固支方板抗爆动力响应分析[J]. 何建,朱明伟,唐爱鹏,孙淑欣.  哈尔滨工程大学学报. 2011(12)
[5]计入膜力塑性耗散效应的矩形板塑性动力响应[J]. 陈发良,余同希.  爆炸与冲击. 2005(03)
[6]爆炸载荷作用下固支方板的应变场及破坏分析[J]. 朱锡,冯刚,张振华.  船舶力学. 2005(02)
[7]爆炸冲击波作用下靶板的塑性大变形响应研究[J]. 王芳,冯顺山,俞为民.  中国安全科学学报. 2003(03)
[8]正多边形板的塑性动力响应——小挠度分析和大挠度分析[J]. 陈发良,余同希.  爆炸与冲击. 1991(02)
[9]用“膜力因子法”分析简支刚塑性圆板的大挠度动力响应[J]. 余同希,陈发良.  力学学报. 1990(05)
[10]爆炸载荷下固支方板塑性变形过程的试验研究[J]. 朱锡,朱凌,殷沐德,黄骏德.  海军工程学院学报. 1985(02)



本文编号：2980232