带声学覆盖层结构在水下冲击波作用下动响应的流固耦合分析方法

发布时间：2017-08-07 11:23

  本文关键词：带声学覆盖层结构在水下冲击波作用下动响应的流固耦合分析方法

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【摘要】：在陆地资源日益枯竭的今天,海洋成为各国发展的重中之重,而潜艇则是维护自己海洋权益、保障国家安全的杀手锏之一。随着声呐等探测技术的不断发展,各国对潜艇的声隐身性能有了更高的要求。为了改善现代舰艇结构隐身性从而提高舰艇生命力,国际上普遍采用在舰艇表面敷设声学覆盖层的方法。舰艇作为水面或水下各种作战装备的平台,容易遭受导弹、鱼雷、水雷及航空炸弹等各种反舰兵器的攻击。而这些具有各类功能作用的声学覆盖层多为粘弹性材料,并含有特殊形式的空腔结构,在受到水下爆炸冲击时,必然会引起覆盖层结构的变形从而缓冲和吸收水下爆炸冲击波能量,对舰艇结构的抗爆性能产生影响。本文利用波动频域方法,通过研究冲击波在橡胶-水和橡胶-钢板交界面的反射透射,从机理上探究冲击波能量在覆盖层中的反射和透射规律,以及覆盖层参数变化对冲击波反射透射能量的影响,发现结构背爆面透射冲量的峰值与覆盖层参数的关系不大,只改变透射波波形,减缓冲量的加载速度,冲量峰值主要与结构前后流体介质的阻抗比有关。针对表面敷有声学覆盖层结构遇水下冲击波动响应问题,利用频域波动方法修正DAA冲击波早期高频段,得到该问题的工程化处理方法,并开展敷设声学覆盖层平板结构以及表面敷设去耦瓦的单层加筋圆柱壳模型水下爆炸冲击试验,对声学覆盖层阻抗等效及波动频域方法和修正DAA计算方法进行试验验证,并探究不同静水压和冲击因子对爆炸响应的影响。
【关键词】：水下冲击波 声学覆盖层 流固耦合 动响应 二阶双重渐进法(DAA2)
【学位授予单位】：中国舰船研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U674.76
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 第一章 绪论6-13
• 1.1 概述6-7
• 1.2 国内外研究现状7-11
• 1.3 论文的主要研究内容11-13
• 第二章 水下爆炸冲击波在多层介质中的早期传递特性13-31
• 2.1 稳态平面波的反射和透射13-22
• 2.1.1 稳态平面波入射类流体介质的传递计算方法14-18
• 2.1.2 稳态平面波入射固体介质的传递计算方法18-22
• 2.2 瞬态波的反射和透射22-27
• 2.2.1 冲击波载荷模型23-25
• 2.2.2 瞬态波入射多层介质的传递计算方法25-27
• 2.3 冲击波入射带均匀覆盖层结构的早期传递特性27-29
• 2.3.1 橡胶的阻抗特性27-28
• 2.3.2 冲击波入射带均匀覆盖层结构的早期传递特性28-29
• 2.4 冲击波入射橡胶覆盖层的频域计算方法验证29-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第三章 具有简单空腔的声学覆盖层等效31-39
• 3.1 圆柱型通道结构的数理模型31-33
• 3.2 适用于橡胶体的特征方程及其近似解33-37
• 3.3 复合渐变型通道结构水下爆炸冲击响应37-39
• 第四章 声学覆盖层参数对冲击波透射的影响39-47
• 4.1 纯钢板结构对冲击波透射的影响39
• 4.2 覆盖层相对阻抗的影响39-42
• 4.3 覆盖层相对厚度的影响42-43
• 4.4 覆盖层损耗因子的影响43-44
• 4.5 钢板背爆面介质相对阻抗的影响44-46
• 4.6 本章小结46-47
• 第五章 带声学覆盖层单层壳体结构水下爆炸冲击响应计算方法47-54
• 5.1 双重渐进法研究带声学覆盖层壳体结构水下爆炸冲击响应的不足47-48
• 5.2 修正改进 DAA 方法48-51
• 5.3 DAA 耦合方程的求解51-53
• 5.4 本章小结53-54
• 第六章 计算方法验证54-77
• 6.1 敷设声学覆盖层平板水下爆炸试验54-61
• 6.2 敷设去耦瓦加筋圆柱壳模型水下爆炸试验61-76
• 6.3 本章小结76-77
• 第七章 总结与展望77-79
• 7.1 总结77-78
• 7.2 展望78-79
• 致谢79-80
• 参考文献80-83
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况83

【参考文献】

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本文编号：634424