水下爆炸冲击下框架码头的破坏模式研究
发布时间：2021-07-21 19:45
在现代水工结构领域,由于各种极端荷载的情况,如战争等,水工结构极易成为战时的攻击目标。水工结构在遭受到水下爆炸作用下,不仅会在局部范围内对结构造成严重破坏,更有可能发生结构的整体损伤破坏,所以,本文视水下爆炸为战时极端情况,研究码头框架结构在爆炸冲击下的动力响应以及损伤破坏模式。首先,通过数值模拟研究水下爆炸。本文利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,基于多物质ALE方法分别对无限域和近水面水下爆炸问题进行了三维数值模拟研究,通过将数值模拟得到的冲击波压力值与传统经验公式对比,验证该模拟方法的准确性。模拟再现了爆轰产物、水以及空气等多物质介质间的相互作用过程,对比了无限域和近自由面下水下爆炸压力场特点:在爆深不变的情况下,随着测深的减小,冲击波的反射波对入射波影响越来越大,主要体现在减小入射冲击波波形脉宽和削弱冲击波峰值压力上。同时定性的分析了近水面爆炸的水体密度分布变化情况,以及三维再现并分析了不同爆深情况下自由面水柱的形成过程和相关特性变化。将冲击波作为一种极端荷载,结合实际工程结构,建立水下爆炸和两层码头框架结构的全耦合模型。通过与已有试验结果对比,验证了所用全耦合建模方法以...
【文章来源】：长沙理工大学湖南省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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【参考文献】：
期刊论文
[1]水下爆破破冰爆炸冲击波传播规律数值分析[J]. 曲艳东,刘万里,翟诚,李韧. 爆破. 2017(02)
[2]基于HHT变换的小水池水下爆炸振动分析[J]. 汤有富,汪泉,朱恺波,程扬帆,宫婕. 工程爆破. 2017(01)
[3]库前水位对混凝土重力坝抗爆安全性能的影响[J]. 李麒,王高辉,卢文波,陈明. 振动与冲击. 2016(14)
[4]基于SPH方法的聚能射流侵彻混凝土靶板数值模拟[J]. 强洪夫,范树佳,陈福振,刘虎. 爆炸与冲击. 2016(04)
[5]水下爆炸冲击波的数值模拟与试验研究[J]. 钟冬望,黄小武,殷秀红,李琳娜,何理. 爆破. 2015(04)
[6]水下爆炸冲击作用下混凝土闸坝的失效模式分析[J]. 朱祖国,王高辉,许昌,萧燕子. 水利与建筑工程学报. 2015(05)
[7]近边界面的水下爆炸冲击波传播特性及气穴效应[J]. 王高辉,张社荣,卢文波. 水利学报. 2015(08)
[8]水下爆炸近场压力特性及其与结构的流固耦合作用[J]. 安丰江,施惠基,刘琼,张渝霞. 兵工学报. 2015(S1)
[9]水下爆炸冲击波数值模拟的网格尺寸确定方法[J]. 张社荣,李宏璧,王高辉,孔源. 振动与冲击. 2015(08)
[10]水的状态方程对水下爆炸影响的研究[J]. 李晓杰,张程娇,王小红,闫鸿浩. 工程力学. 2014(08)
博士论文
[1]极端荷载作用下混凝土重力坝的动态响应行为和损伤机理[D]. 王高辉.天津大学 2014
本文编号：3295653
【文章来源】：长沙理工大学湖南省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１水中冲击波的传播??
?硕士学位论文???动过程，周而复始就会产生来回的气泡膨胀、压缩，这个过程就是气泡的脉动，如图２．２。??在脉动过程中会产生压力波，而在第一次脉动产生的压力波是整个过程中最大的，约为??初始冲击波１０％？２０％。虽然脉动压力相较于初始冲击波压力要小，但其持续的时间久，??产生的冲量与冲击波相差不大，因此它所造成的损害也不容忽视。同时在气泡收缩和上??升的过程中，其半径不断减小，并且在上下表面逐渐产生压力差并诱导气泡破裂形成射??流。气泡射流往往会产生非常高的局部冲击力，在结构受到初始冲击波破坏后，将对结??构再次产生冲击作用，加大爆炸冲击对结构的损伤破坏。??入射压力??击、波?气泡脉动??＾?Ａ?人时同??气泡泳动及发展．过程?＾＼?）??图２．２气泡脉动过程及压力时程??当冲击波在传播过程中遇到水面或结构面时会发生部分反射形成反射波，反射波与??入射冲击波相互抵消形成低压区。当低压区的压力足够低时，水就会变成蒸汽形成空化??效应，空化效应主要分为片空化和局部空化。片空化发生在自由水面附近，局部空化主??要产生于流－固耦合交界面处。空化效应会对结构会造成很大的影响，特别当空化区域??较大且发生溃灭时，产生的冲击作用会再次作用于结构上，由此造成二次加载效应。??Ｐ二：??Ｊ??ｍ?１??图２．３空化范围示意图??８??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]水下爆破破冰爆炸冲击波传播规律数值分析[J]. 曲艳东,刘万里,翟诚,李韧. 爆破. 2017(02)
[2]基于HHT变换的小水池水下爆炸振动分析[J]. 汤有富,汪泉,朱恺波,程扬帆,宫婕. 工程爆破. 2017(01)
[3]库前水位对混凝土重力坝抗爆安全性能的影响[J]. 李麒,王高辉,卢文波,陈明. 振动与冲击. 2016(14)
[4]基于SPH方法的聚能射流侵彻混凝土靶板数值模拟[J]. 强洪夫,范树佳,陈福振,刘虎. 爆炸与冲击. 2016(04)
[5]水下爆炸冲击波的数值模拟与试验研究[J]. 钟冬望,黄小武,殷秀红,李琳娜,何理. 爆破. 2015(04)
[6]水下爆炸冲击作用下混凝土闸坝的失效模式分析[J]. 朱祖国,王高辉,许昌,萧燕子. 水利与建筑工程学报. 2015(05)
[7]近边界面的水下爆炸冲击波传播特性及气穴效应[J]. 王高辉,张社荣,卢文波. 水利学报. 2015(08)
[8]水下爆炸近场压力特性及其与结构的流固耦合作用[J]. 安丰江,施惠基,刘琼,张渝霞. 兵工学报. 2015(S1)
[9]水下爆炸冲击波数值模拟的网格尺寸确定方法[J]. 张社荣,李宏璧,王高辉,孔源. 振动与冲击. 2015(08)
[10]水的状态方程对水下爆炸影响的研究[J]. 李晓杰,张程娇,王小红,闫鸿浩. 工程力学. 2014(08)
博士论文
[1]极端荷载作用下混凝土重力坝的动态响应行为和损伤机理[D]. 王高辉.天津大学 2014
本文编号：3295653
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