破片与冲击波对舰船板架的耦合毁伤效应研究

发布时间：2020-07-17 08:45

【摘要】：舰船板架是水面舰船的基本组成单元。为快速评估水面舰船在反舰导弹或炮弹攻击下的生命力,须先确定舰船板架在反舰导弹或炮弹爆炸载荷作用下的动态损伤特性。反舰导弹或炮弹爆炸主要产生两种毁伤元:高速破片群和爆炸冲击波。本文主要运用实验与数值仿真方法开展了破片与爆炸冲击波耦合作用下舰船板架的损伤特性研究。主要研究工作及结论如下:揭示了战斗部爆炸载荷的特性。基于光滑粒子动力学(SPH)方法数值模拟了非标准圆柱形战斗部壳体的膨胀破裂的过程,研究了非标准圆柱形战斗部爆炸破片的速度分布规律。开展了非标准圆柱形战斗部爆炸的实验,提出了该战斗部爆炸破片的三种典型模式,验证了改进的Fisher公式计算等效裸装药药量的准确性。开展了两种非标准圆柱形战斗部对舰船板架的耦合毁伤效应的实验,提出了舰船板架在破片与爆炸冲击波耦合作用下的两种主要破坏模式,即模式I:花瓣弯曲破坏;模式II:拉伸断裂破坏。研究了比例距离对不同耦合破坏模式的影响规律,并针对实验模型给出了不同破坏模式之间的临界比例距离。此外,分析了花瓣大破口形成的主要原因,比较了光板和加筋板在耦合载荷作用下的损伤结果。采用耦合的SPH-FEM方法数值模拟了破片与爆炸冲击波对舰船板架的耦合毁伤过程,揭示了耦合毁伤效应产生及作用的机理。数值计算结果表明,模式II还可细分为两种,模式IIa:板边界产生塑性变形,中心产生拉伸断裂破坏;模式IIb:板边界和中心均产生拉伸断裂破坏。引入了无量纲冲量~*i,给出了不同耦合破坏模式之间的临界~*i值。提出了一种解耦的方法来研究破片与爆炸冲击波耦合作用下靶板的响应。开展了预制孔板在爆炸冲击波作用下的变形的实验,验证了数值模拟方法的准确性。数值模拟了三种孔形状的预制孔板在爆炸冲击波作用下的变形过程,得到了预制孔形状和面积对板中点挠度的影响规律。此外,结合薄板的中点挠度的计算公式,提出了挠度增益系数的概念,并将数值计算结果进行拟合,建立了三种孔形状的预制孔板的中点挠度的计算公式。
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U674.7
【图文】：

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本文编号：2759226