空中爆炸载荷作用下船体结构动态响应及剩余强度研究

发布时间：2021-11-07 18:08

　　舰船是现代海上战场中的主要作战单位,肩负着完成作战目标、保护船员安全等重要任务。随着现代科技的迅速发展,反舰武器的命中精度、携带药量以及隐蔽性等性能迅速提升,对舰船造成严重威胁。来自空中不同形式的反舰武器,会对船体结构造成不同程度的毁伤,致使舰船后生命力出现下降,严重威胁着舰船的持续作战能力以及船员的生命安全。为了提高舰船在海上战争中的有效生命力,大型作战舰艇目前主要采用甲板纵向箱型梁结构进行防护,以保证舰船在受到空中武器攻击后依然有足够的剩余强度。因此,研究不同形式空中武器对舰船的毁伤过程以及剩余极限强度对评估舰船后生命力、提高舰船防护性能及设计新型甲板纵向箱型梁结构具有十分重要的实际意义。本文在空中冲击波和空中接触爆炸理论研究基础上,对冲击波和典型薄板接触爆炸数值模拟方法进行研究,得到冲击波的传播规律和典型薄板的破口尺寸,并与相关经验公式结果进行对比,确定了多欧拉域流-固耦合数值模拟方法;进而以我国某大型水面作战舰艇不同位置处典型舱段为研究对象,分别详细研究了空中接触爆炸以及舱室内部爆炸载荷作用下舱段结构的动态响应过程,从而得到不同形式爆炸载荷作用下舱壁结构的破坏模式与毁伤特性;在... 

【文章来源】：江苏科技大学江苏省

【文章页数】：144 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状与进展
        1.2.1 空中爆炸国内外研究现状与进展
        1.2.2 船体极限强度国内外研究现状与进展
        1.2.3 箱型梁结构国内外研究现状与进展
    1.3 论文研究内容和研究方法
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 论文的创新点
第2章 空中爆炸和船体极限强度理论与数值仿真方法研究
    2.1 引言
    2.2 空中爆炸理论
        2.2.1 空中爆炸冲击波传播理论
        2.2.2 空中接触爆炸载荷作用下结构破口尺寸理论计算
    2.3 空中爆炸数值仿真有效性计算
        2.3.1 MSC.Dytran欧拉方程求解基本理论
        2.3.2 空中爆炸冲击波数值模拟研究
        2.3.3 接触爆炸计算精度验证
    2.4 舱段剩余强度理论研究
        2.4.1 舱段剩余强度理论方法研究
        2.4.2 舱段剩余强度有限元方法研究
    2.5 本章小结
第3章 空中爆炸载荷作用下舰船结构动态响应研究
    3.1 引言
    3.2 甲板接触爆炸船体结构动态响应研究
        3.2.1 甲板接触爆炸有限元模型
        3.2.2 甲板接触爆炸动态响应研究
        3.2.3 甲板接触爆炸载荷作用下甲板破口尺寸预报
    3.3 舱室内部爆炸载荷动态响应研究
        3.3.1 舱室内部爆炸有限元模型
        3.3.2 舱室内部爆炸载荷动态响应研究
        3.3.3 舱室内部爆炸舱室结构吸能预报
    3.4 本章小结
第4章 空中爆炸载荷作用后舱段剩余强度研究
    4.1 引言
    4.2 甲板接触爆炸作用后舱段剩余强度研究
        4.2.1 有限元模型
        4.2.2 计算工况
        4.2.3 甲板接触爆炸作用后舱段剩余强度研究
    4.3 舱室内部爆炸作用后剩余强度研究
        4.3.1 有限元模型
        4.3.2 不同炸药当量对舱段极限强度影响研究
        4.3.3 不同炸药位置对舱段极限强度影响研究
    4.4 本章小结
第5章 新型纵向箱型梁抗爆能力数值仿真研究
    5.1 引言
    5.2 舱段模型建立
        5.2.1 箱型梁设计
        5.2.2 新型箱型梁结构舱段有限元模型
        5.2.3 计算工况
    5.3 舱室内部爆炸载荷作用下新型箱型梁结构动态响应研究
        5.3.1 舱室内部爆炸冲击波传播规律研究
        5.3.2 新型箱型梁结构舱段应力研究
        5.3.3 舱室内部爆炸吸能研究
        5.3.4 舱室内部爆炸加速度研究
        5.3.5 舱室内部爆炸位移对比
        5.3.6 舱室内部爆炸破损区域研究
    5.4 新型箱型梁结构舱段舱室内部爆炸作用后剩余强度对比
        5.4.1 计算模型
        5.4.2 新型箱型梁结构舱段极限承载能力研究
        5.4.3 新型箱型梁结构舱段极限状态研究
        5.4.4 新型箱型梁结构舱段剩余强度研究
    5.5 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]含裂纹损伤箱型梁剩余扭转极限强度研究[J]. 陈俊丹,王德禹.  舰船科学技术. 2016(07)
[2]纵向箱型梁舱段极限强度试验研究[J]. 王佳颖,张世联.  中国造船. 2011(02)
[3]非接触爆炸下纵向箱型梁舰船的极限承载能力研究[J]. 王佳颖,张世联,彭大炜.  中国舰船研究. 2011(01)
[4]集装箱船弯扭极限强度的相似模型分析[J]. 师桂杰,王德禹.  上海交通大学学报. 2010(06)
[5]结构极限强度分析的三种有限元解法研究[J]. 彭大炜,张世联.  中国海洋平台. 2010(02)
[6]大型液化天然气船船体极限强度研究[J]. 祁恩荣,张晓杰,滕蓓,陈小平,蒋彩霞.  船舶力学. 2010(Z1)
[7]水下爆炸冲击波载荷作用下船底板架的塑性动力响应[J]. 方斌,朱锡,张振华.  哈尔滨工程大学学报. 2008(04)
[8]空中爆炸下舰船动态响应数值模拟[J]. 吴迪,张世联.  舰船科学技术. 2007(06)
[9]中小型水面舰船抗毁伤结构设计初探[J]. 梅志远,沈全华,朱锡,候海量,刘润泉.  中国舰船研究. 2007(06)
[10]近距离爆炸下不同厚度靶板的动态响应分析[J]. 吴义田,张庆明.  北京理工大学学报. 2007(07)

硕士论文
[1]含裂纹和腐蚀船舶结构极限强度计算方法及系统可靠性研究[D]. 包均.江苏科技大学 2018
[2]舰船舱室结构抗内爆仿真研究[D]. 章幂.中国舰船研究院 2018
[3]箱型梁舱段极限强度分析方法和试验技术研究[D]. 成磊.江苏科技大学 2014
[4]箱型梁舱段舱内爆炸及剩余极限强度研究[D]. 李聪.上海交通大学 2013
[5]新型舷侧水下及水上防护结构抗爆性能研究[D]. 郭绍静.哈尔滨工程大学 2010
[6]舱段极限强度试验模型设计研究[D]. 谢仲安.上海交通大学 2010
[7]舰船新型甲板结构型式的极限强度研究[D]. 彭大炜.上海交通大学 2010



本文编号：3482316