夹芯板双层舱壁结构抗冲击毁伤特性研究
发布时间：2021-07-16 08:06
舰船是现代海战的主要武器承载者、攻击的发动者,也是主要受敌方攻击对象,必然会受到反舰导弹攻击。随着现代化反舰导弹迅速发展,其隐蔽性、命中精度及战斗部装药量均大幅度提高。战斗部在船舱内爆炸产生大量冲击波和高速破片,两者的联合作用会对船体造成毁伤,致使舰船失去作战能力甚至沉没。舱壁结构在船体内部处于突出地位,是舰船舱室的主要防护结构。为了提高舱壁结构抗冲击毁伤性能,近年来双层舱壁结构成为各国海军的研究热点。因此,开展冲击波与侵彻联合作用下舰船舱壁抗冲击毁伤性能研究,获得抗冲击毁伤性能更优的双层舱壁结构型式,对增强舰艇作战能力具有重大的军用价值和实际意义。本文基于冲击波与侵彻理论研究,对冲击波与侵彻联合作用载荷的数值仿真方法进行了研究;并以典型舰船舱壁结构为研究对象,研究冲击波、侵彻载荷单独作用和冲击波与侵彻联合作用下的结构动态响应过程,从而得到不同载荷作用下舱壁结构的破坏模式与毁伤特性;在此研究基础上对典型I型夹芯板双层舱壁结构在冲击波与侵彻联合作用下的结构动态响应进行了研究,获得夹芯板双层舱壁结构的破坏模式及毁伤特性;在保持舱壁结构质量不变的前提下,基于舱壁结构抗冲击毁伤性能评判指标,对...
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：112 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
平头柱形弹体侵彻靶板Fig.2.5Flatcylindricalprojectilepenetratingtarget
2.3.3 靶板破坏形式靶板会因为弹体侵彻发生各种形式破坏，如图 2.6 所示。靶板破坏形式可分为[86]：(1) 脆性穿孔：当靶板材料拉伸强度比压缩强度明显小，冲击应力会引起多个从穿孔处向外延展的径向裂纹；(2) 延性扩孔：当尖头弹体穿过延性较好的靶板，弹体会导致靶板材料挤向四周；(3) 瓣裂穿孔：当尖头弹体穿过薄靶板，靶板会在径向产生断裂且往外翘曲形成花瓣状破坏，这种破坏通常会伴随较大塑性流动变形，有的会导致靶板永久弯曲变形；(4) 冲塞：当钝头弹体冲击作用在高硬度靶板，靶板上会有一块与弹径相当的靶块被剪切下来，当弹体压缩靶板，和靶板主体部分相连接的环形截面上将会产生相当大的剪应力，这时产生的剪应变会散发出热量，短时间内热量不能够快速逸散，这样就会提高环形区域的局部温度，材料抗剪强度减小，整个过程可近似视为绝热剪断；(5) 破碎穿孔：当弹体以很高速度侵彻靶板，如果相对侵彻速度比弹体塑性波速要小，那么冲击界面的冲击波将会导致弹体头部一直破碎，靶板材料会由于冲击波和弹体碎渣作用而形成较大穿孔破坏。
(a)完整跳飞；(b)变形跳飞；(c)破裂跳飞；(d)完整嵌埋；(e)变形嵌埋；(f)破裂嵌埋；(g)完整穿透；（h)变形穿透；(i)破裂穿透；图 2.7 弹体侵彻后的九种可能形态[87]Fig.2.7 Nine forms of projectile after penetration法验证研究中，材料的选取非常重要，破片作为侵彻载荷的挤压而出现较大变形以及墩粗现象，破片力学性能会力学性能有很大区别。同样，舱壁板会受到破片瞬时变率对材料性能的影响。考虑到破片和舱壁之间所产继而发生材料热软化现象，呈现出弹塑性流体行为。虑应变率、压力效应以及热软化等因素及其影响。Johnson-Cook 失效模型在考虑温度、应变和应变率
【参考文献】：
期刊论文
[1]爆炸冲击波与破片对RC桥的耦合毁伤研究[J]. 李营,吴卫国,朱海清,李晓彬. 爆破. 2016(02)
[2]冲击波和破片联合作用下I型夹层板毁伤仿真[J]. 段新峰,程远胜,张攀,刘均,李勇. 中国舰船研究. 2015(06)
[3]冲击波和高速破片联合作用下夹芯复合舱壁结构的毁伤特性[J]. 侯海量,张成亮,李茂,胡年明,朱锡. 爆炸与冲击. 2015(01)
[4]爆炸冲击波与高速破片对夹层结构的联合毁伤效应试验研究[J]. 张成亮,朱锡,侯海量,陈长海. 振动与冲击. 2014(15)
[5]爆炸破片穿透舰船舷侧防护水舱剩余特性研究[J]. 赵留平,陈娟,刘世明. 中国舰船研究. 2013(06)
[6]近距空爆载荷作用下双层防爆舱壁结构抗爆性能仿真分析[J]. 陈长海,朱锡,侯海量,唐廷,梅志远. 海军工程大学学报. 2012(03)
[7]舱内爆炸载荷下双层横舱壁设计初探[J]. 王佳颖,张世联,武少波. 振动与冲击. 2011(12)
[8]高速破片侵彻防护液舱试验研究[J]. 沈晓乐,朱锡,侯海量,陈长海. 中国舰船研究. 2011(03)
[9]陶瓷/船用钢抗破片模拟弹侵彻的实验研究[J]. 王晓强,朱锡,梅志远. 哈尔滨工程大学学报. 2011(05)
[10]破片模拟弹侵彻陶瓷/船用钢复合靶板的理论分析模型研究[J]. 赵留平. 中国舰船研究. 2011(02)
硕士论文
[1]破片侵彻作用下新型舱壁结构型式及动态响应研究[D]. 佟玥.江苏科技大学 2014
[2]高速破片侵彻作用下舰船舱壁结构型式及动态响应研究[D]. 张伟.江苏科技大学 2014
[3]杀爆战斗部对武装直升机的毁伤研究[D]. 张媛.南京理工大学 2013
[4]破片和冲击波对直升机结构联合作用的数值模拟研究[D]. 刘刚.南京理工大学 2013
[5]大型水面舰艇舷侧防御纵壁结构形式优化研究[D]. 黄燕玲.武汉理工大学 2010
[6]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
[7]一种新型舱壁结构抗冲特性研究[D]. 万育龙.华中科技大学 2007
[8]破片和冲击波复合作用下对导弹的毁伤[D]. 任丹萍.南京理工大学 2006
本文编号：3286627
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：112 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
平头柱形弹体侵彻靶板Fig.2.5Flatcylindricalprojectilepenetratingtarget
2.3.3 靶板破坏形式靶板会因为弹体侵彻发生各种形式破坏，如图 2.6 所示。靶板破坏形式可分为[86]：(1) 脆性穿孔：当靶板材料拉伸强度比压缩强度明显小，冲击应力会引起多个从穿孔处向外延展的径向裂纹；(2) 延性扩孔：当尖头弹体穿过延性较好的靶板，弹体会导致靶板材料挤向四周；(3) 瓣裂穿孔：当尖头弹体穿过薄靶板，靶板会在径向产生断裂且往外翘曲形成花瓣状破坏，这种破坏通常会伴随较大塑性流动变形，有的会导致靶板永久弯曲变形；(4) 冲塞：当钝头弹体冲击作用在高硬度靶板，靶板上会有一块与弹径相当的靶块被剪切下来，当弹体压缩靶板，和靶板主体部分相连接的环形截面上将会产生相当大的剪应力，这时产生的剪应变会散发出热量，短时间内热量不能够快速逸散，这样就会提高环形区域的局部温度，材料抗剪强度减小，整个过程可近似视为绝热剪断；(5) 破碎穿孔：当弹体以很高速度侵彻靶板，如果相对侵彻速度比弹体塑性波速要小，那么冲击界面的冲击波将会导致弹体头部一直破碎，靶板材料会由于冲击波和弹体碎渣作用而形成较大穿孔破坏。
(a)完整跳飞；(b)变形跳飞；(c)破裂跳飞；(d)完整嵌埋；(e)变形嵌埋；(f)破裂嵌埋；(g)完整穿透；（h)变形穿透；(i)破裂穿透；图 2.7 弹体侵彻后的九种可能形态[87]Fig.2.7 Nine forms of projectile after penetration法验证研究中，材料的选取非常重要，破片作为侵彻载荷的挤压而出现较大变形以及墩粗现象，破片力学性能会力学性能有很大区别。同样，舱壁板会受到破片瞬时变率对材料性能的影响。考虑到破片和舱壁之间所产继而发生材料热软化现象，呈现出弹塑性流体行为。虑应变率、压力效应以及热软化等因素及其影响。Johnson-Cook 失效模型在考虑温度、应变和应变率
【参考文献】：
期刊论文
[1]爆炸冲击波与破片对RC桥的耦合毁伤研究[J]. 李营,吴卫国,朱海清,李晓彬. 爆破. 2016(02)
[2]冲击波和破片联合作用下I型夹层板毁伤仿真[J]. 段新峰,程远胜,张攀,刘均,李勇. 中国舰船研究. 2015(06)
[3]冲击波和高速破片联合作用下夹芯复合舱壁结构的毁伤特性[J]. 侯海量,张成亮,李茂,胡年明,朱锡. 爆炸与冲击. 2015(01)
[4]爆炸冲击波与高速破片对夹层结构的联合毁伤效应试验研究[J]. 张成亮,朱锡,侯海量,陈长海. 振动与冲击. 2014(15)
[5]爆炸破片穿透舰船舷侧防护水舱剩余特性研究[J]. 赵留平,陈娟,刘世明. 中国舰船研究. 2013(06)
[6]近距空爆载荷作用下双层防爆舱壁结构抗爆性能仿真分析[J]. 陈长海,朱锡,侯海量,唐廷,梅志远. 海军工程大学学报. 2012(03)
[7]舱内爆炸载荷下双层横舱壁设计初探[J]. 王佳颖,张世联,武少波. 振动与冲击. 2011(12)
[8]高速破片侵彻防护液舱试验研究[J]. 沈晓乐,朱锡,侯海量,陈长海. 中国舰船研究. 2011(03)
[9]陶瓷/船用钢抗破片模拟弹侵彻的实验研究[J]. 王晓强,朱锡,梅志远. 哈尔滨工程大学学报. 2011(05)
[10]破片模拟弹侵彻陶瓷/船用钢复合靶板的理论分析模型研究[J]. 赵留平. 中国舰船研究. 2011(02)
硕士论文
[1]破片侵彻作用下新型舱壁结构型式及动态响应研究[D]. 佟玥.江苏科技大学 2014
[2]高速破片侵彻作用下舰船舱壁结构型式及动态响应研究[D]. 张伟.江苏科技大学 2014
[3]杀爆战斗部对武装直升机的毁伤研究[D]. 张媛.南京理工大学 2013
[4]破片和冲击波对直升机结构联合作用的数值模拟研究[D]. 刘刚.南京理工大学 2013
[5]大型水面舰艇舷侧防御纵壁结构形式优化研究[D]. 黄燕玲.武汉理工大学 2010
[6]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
[7]一种新型舱壁结构抗冲特性研究[D]. 万育龙.华中科技大学 2007
[8]破片和冲击波复合作用下对导弹的毁伤[D]. 任丹萍.南京理工大学 2006
本文编号：3286627
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