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水下爆炸冲击载荷等效加载方法研究

发布时间:2018-06-18 13:05

  本文选题:水下爆炸 + 等效加载 ; 参考:《南京理工大学》2015年硕士论文


【摘要】:自二次世界大战以来水下爆炸相关问题一直是各海洋强国研究的重点,我国对这方面问题的研究起步较晚。对海洋装备抗冲击性的研究最初多以炸药水下爆炸冲击实验为主,由于实验成本极其高昂,相关研究因此受到很大阻碍,伴随着计算机技术的飞速发展,采用计算机技术研究水下爆炸相关问题成为主流方向。由于西方国家对我国禁用研究水下爆炸关键问题的软件,仍然需要采用实验手段对其进行研究。目前已有国内外学者提出了在实验室条件下模拟水下爆炸冲击载荷的实验方法,该方法相对传统实验方法有着操作简单,费用低廉,可重复性强,耗时短等明显的优点。为了深入研究水下爆炸冲击载荷的相关问题,首先对有关水下爆炸冲击波传播理论进行研究。采用数值仿真的方法来模拟水下爆炸的过程,将实验结果与理论结果进行对比,以验证数值仿真方法的正确性。基于应力波理论、水声学原理以及动量守恒定律对水下爆炸载荷等效加载方法的原理进行分析,依据不同理论推导出不同的理论模型用以描述等效加载方法的整个工作原理与工作过程。采用ANSYS/LS-DYNA软件对等效加载的整个过程进行数值模拟,将数值仿真结果与理论模型分析结果进行对比,以验证理论模型的正确性。分析结果表明,由应力波传播理论推导所得的理论模型仍需改进,由动量守恒定律推导所得出的结论能够很好地描述等效加载方法。基于所提出的水下爆炸冲击载荷等效加载方法,综合考虑已有的实验条件,在弹道枪平台上设计出了一套简易的等效冲击加载实验装置,并进行了等效加载试验。基于ANSYS/LS-DYNA软件对该等效加载冲击试验过程进行了模拟计算,并将模拟计算结果与试验结果进行了对比分析。分析结果表明,两者所得结果吻合较好,证实了该等效实验方法的可行性。本文所做的工作为水下爆炸冲击载荷等效加载方面的研究提供理论与实践资料,为该方面工作的研究提供了参考。
[Abstract]:Since the second World War, underwater explosion related problems have been the focus of the study of various marine powers, and the research on this issue has started late in our country. At first, the research on the impact resistance of marine equipment is mainly based on the underwater explosion experiment of explosives. Because of the high cost of the experiment, the related research has been greatly hindered, with the rapid development of computer technology. Using computer technology to study underwater explosion related problems has become the mainstream direction. Because western countries have banned the software to study the key problem of underwater explosion in our country, we still need to use experimental means to study it. At present, some scholars at home and abroad have proposed an experimental method to simulate the impact load of underwater explosion under laboratory conditions. Compared with the traditional experimental method, this method has obvious advantages such as simple operation, low cost, strong repeatability, short time consuming and so on. In order to study the related problems of underwater explosion shock load, the theory of underwater explosion shock wave propagation is studied. The numerical simulation method is used to simulate the process of underwater explosion, and the experimental results are compared with the theoretical results to verify the correctness of the numerical simulation method. Based on stress wave theory, underwater acoustic principle and momentum conservation law, the principle of equivalent loading method for underwater explosion load is analyzed. According to different theories, different theoretical models are derived to describe the whole working principle and working process of the equivalent loading method. The whole process of equivalent loading is simulated by ANSYS- LS-DYNA software. The results of numerical simulation are compared with the results of theoretical model analysis to verify the correctness of the theoretical model. The analysis results show that the theoretical model derived from the stress wave propagation theory still needs to be improved, and the conclusion derived from the momentum conservation law can well describe the equivalent loading method. Based on the proposed equivalent loading method of underwater explosion shock load and considering the existing experimental conditions, a set of simple equivalent shock loading experimental device was designed on the ballistic gun platform, and the equivalent loading test was carried out. Based on ANSYS / LS-DYNA software, the process of the equivalent loading impact test is simulated and calculated, and the simulation results are compared with the experimental results. The analysis results show that the two results are in good agreement with each other, and the feasibility of the equivalent experimental method is verified. The work in this paper provides theoretical and practical data for the study of the equivalent loading of underwater explosion shock load, and provides a reference for the research of this aspect.
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:U674.70;O383.1

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本文编号:2035585

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