非药式水下冲击波加载技术及其传播特性研究

发布时间：2020-04-11 16:06

【摘要】：自从上世纪二战开始,随着海上战争的爆发,舰艇结构的防护受到各国的重视。同样,当前世界经济发展迅速,舰船在海上贸易中的安全性也需要保证。水下爆炸作为舰艇结构被破坏的主要原因,成为各国学者所研究的热点问题。由于对水下爆炸问题的实验研究具有十分苛刻的要求,同时也伴随着一定的危险,因此实现在实验室范围内进行非药式水下爆炸冲击波等效加载实验具有极其重要的意义。本文在国内外学者所提出非药式水下爆炸载荷加载装置的基础上,采用理论、实验与仿真相结合的分析方法,对非药式水下冲击波加载技术及其传播特性进行研究。主要研究内容如下:1.非药式水下爆炸冲击波等效加载方法的目的是产生炸药水下爆炸形式的冲击波,本文对水下爆炸冲击波的基本理论研究进行详细阐述,详细介绍非药式水下爆炸冲击波载荷等效加载原理。2.采用气炮加载系统,建立了一种柱型水舱等效水下爆炸冲击波加载装置,对于非药式冲击波加载技术进行研究,提出了实验中关于加载技术的关键点。研究铝合金材质飞片的厚度对于非药式水下爆炸等效加载冲击波特性的影响,对于实验中加载过程进行了详细介绍。利用有限元软件AUTODYN对实验过程进行仿真分析,通过实验与仿真的数据对比,结果吻合程度良好,说明采用该套非药式冲击波加载装置进行等效实验的可行性与有限元仿真分析方法的可靠性。3.利用有限元软件AUTODYN对柱型水舱等效加载装置中的水下爆炸冲击波特性进行分析,确定装置中飞片厚度、飞片入射速度以及活塞厚度对于冲击波峰值与时间衰减常数的影响。分析了装置内飞片与活塞材料的波阻抗值对冲击波特性的影响。4.采用加长水舱来扩大水域和通过标定多观测点对比分析的方法,对装置中产生的等效冲击波传播特性进行研究,确定装置中飞片厚度、飞片入射速度以及活塞厚度对水舱内各点处冲击波峰值的大小及其传播规律的影响。本文所研究的内容为非药式冲击波加载技术与水下爆炸冲击波传播特性研究方面提供了参考依据。
【图文】：

密度；cf为飞片达活塞右端面与递到与水接触面射波。在整个过条件，界面上两侧射波。由以上公式s s w wn = ( ρ c )/( ρc 1w sσ = Tσ1f sσ = Tσ波的第一次反射活塞

獠馑僮爸檬静ㄆ?数据采集系统注水装置飞片 活塞图 3.1 非药式水下爆炸冲击波加载原理示意图3.2.2 装置尺寸设计水舱主体结构采用强度高、韧性好、利于加工的 4304 不锈钢材料，在水舱壁与水舱末端安装三个压电传感器采集非药式水下爆炸冲击波压力信号。压电式压力传感器型号采用 CY-YD-205，外部结构材料为高强度不锈钢，测量压力范围为 0-60MPa，，其过载能力为 120%，该压电式压力传感器具有体积小、质量轻、可静态标定、安装方便等特点，方便在管道压力与爆炸压力测量中使用，可以应用在本文所研究非药式水下爆炸冲击波加载装置上采集数据。水舱整体结构如图 3.2 所示。图 3.2 水舱结构示意图为了保证实验数据的准确性，在整个非药式水下爆炸冲击波加载实验过程中，必须保持水舱内部是密封水域环境。所以在水舱壁上传感器的安装过程中，要对传感器装置
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：O383.1;U674.7

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本文编号：2623775