水下接触爆炸作用下舰船舷侧结构及设备防护特性研究
发布时间：2021-09-06 20:25
舰船防护性研究一直以来是各国提高舰船抗冲击抗爆能力的有效手段,尤其对于现如今作战领域已从陆地逐渐转向海洋,海上作战的强弱也表征着一个国家的战斗能力和经济实力。另外,随着新型武器在攻击力和攻击精度上的不断提高,对舰船结构的毁伤更加严峻。为提高舰船结构的防护性能,本文从舰船结构形式、材料类型和舰船与设备一体化三个方面入手研究舰船水下接触爆炸的防护特性,为舰船结构的防护研究提供参考。依据前人对于接触爆炸研究的理论背景,首先介绍了板架、舰船和设备在接触爆炸环境下的毁伤和防护研究进展;其次,模拟了自由场中冲击波的压力分布规律,并与Zamyshlyayev经验公式对比;又依据ALE算法对简单板架和加筋平板进行了水下接触爆炸模拟,并结合实验对其冲击响应进行对比以验证ALE算法用于模拟接触爆炸下简单板架冲击响应的有效性。在结构形式方面,本文采用ABAQUS软件模态分析办法验证了舰船舱段建模的准确性,采用ALE算法模拟了从药包爆炸到冲击波产生和气泡脉动的整个过程以验证ALE算法模拟接触爆炸舰船舱段冲击响应的可靠性。进而在结合现今大型舰船防护性结构设计基础上,建立了隔壁支撑和弧形板两种新型的结构形式,基于...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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因为工程应用中不可能只有一种Ｅｕｌｅｒ介质，或者结构不可能均为三维网格，对于??船体结构这种用板壳堆积起来的结构，Ｅｕｌｅｒ方法很难解决，因此Ｅｕｌｅｒ方法一般不单独??在水下爆炸中使用，图１．２为Ｅｕｌｅｒ算法网格变形图。??ｍｍｔ?．．．．．……？?．．．．．．．ｉ－．．．＊?ｉ．?ｉ．．．．．‘?Ｍｔｉ?ｇ？ｗ?ｍｍ．?ｉｉ＿ｉ；嘗??？?４?？＜??？－?—＿?＿＿?＿＿＾一?黑?，．－．?ａ?＾?－?－?ｉ?４?？?？?－?－?？?－?■???ｆ．－??二：±ｆＨｒｆｅ．．．．．．．ｊ＝３??－ｉ．ｆｌｘＨＨｉｔｊ?ＥＥ：：?＊?３ｎ：：：ｄ??—＾干｜ｒ：????图１．２?Ｅｕｌｅｒ算法网格变形图ｌ５】??ＣＥＬ「ｉ和ＡＬＥ＿算法集成了?Ｌａｇｒａｎｇｅ和Ｅｕｌｅｒ的优点，被广泛应用于解决流固耦合??问题。这两种方法有一个共同的特点，就是在欧拉和拉格朗日计算过程中都是先以??Ｌａｇｒａｎｇｅ算法控制物质的运动，接着按以下几种方式对网格进行重划分：继续以??Ｌａｇｒａｎｇｅ算法，网格没有重新划分；按Ｅｕｌｅｒ算法，网格重新以起始位置计算；在欧拉??和拉格朗日网格之间进行折中，提高网格的质量。??数值仿真方法与理论研究和试验研宄相比具有明显的优势，首先数值研宄将理论变??成了现实
美国舰船设备在不同抗冲击作用下的实船试验，其中包含大型舰船的浮动冲击平台试验??ｉ｜Ｓ）。ＬａｎｇｄｏｎＧＳＰＷ将数值与试验相结合，采用摆锤试验成功预测了加筋板在不同形式??下的变形模式。与此同时国内也进行了少量水下爆炸实船试验，如图１．３为海上近场实??船爆炸试验。张伦平Ｍ等对舰船防护结构在水下爆炸作用下的板架吸能效果进行了研究，??并分析了防护结构吸能效果与炸药爆炸能之间的关系，得出了炸药类型等不同的性能参??数对于防护结构吸能效果的影响。??５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]多舱防护结构水下接触爆炸吸能研究[J]. 张伦平,张晓阳,潘建强,刘建湖. 船舶力学. 2011(08)
[2]水下爆炸冲击波和气泡联合作用下结构响应数值分析[J]. 徐永刚,宗智,李海涛. 中国舰船研究. 2011(03)
[3]舰船水下接触爆炸数值研究[J]. 姚熊亮,杨文山,初文华,明付仁. 计算物理. 2010(06)
[4]船用柴油机动力装置的抗冲击技术研究[J]. 王志刚,胡媛媛. 柴油机. 2010(02)
[5]舰船水下爆炸数值计算方法综述[J]. 谌勇,汪玉,沈荣瀛,华宏星. 船舶工程. 2007(04)
[6]舰船机械设备冲击隔离技术研究进展[J]. 江国和,沈荣瀛,华宏星,吴广明. 船舶力学. 2006(01)
[7]声固耦合方法在舰船水下爆炸中的应用[J]. 姚熊亮,张阿漫,许维军. 哈尔滨工程大学学报. 2005(06)
[8]ALE方法在爆炸数值模拟中的应用[J]. 张奇,张若京. 力学季刊. 2005(04)
[9]硬质聚氨酯泡沫塑料抗爆炸冲击作用的研究[J]. 石少卿,张湘冀,刘颖芳,尹平. 振动与冲击. 2005(05)
[10]拱形钢丝绳隔振器冲击特性研究[J]. 孙洪军,钱网生. 噪声与振动控制. 2005(05)
博士论文
[1]水面舰船设备冲击环境与结构抗冲击性能研究[D]. 尹群.南京航空航天大学 2006
[2]舰船非接触水下爆炸动力学的理论与应用[D]. 刘建湖.中国船舶科学研究中心 2002
硕士论文
[1]空心球/Al复合泡沫夹层板结构动力响应研究[D]. 李波.哈尔滨工业大学 2012
[2]纤维增强聚合物复合材料力学性能的预测研究[D]. 雷松叶.郑州大学 2012
[3]基于间断迦辽金法的舰船水下及空中爆炸模拟[D]. 任少飞.哈尔滨工程大学 2012
[4]舰船舷侧典型防护结构抗爆抗冲击研究[D]. 郭百森.哈尔滨工程大学 2009
本文编号：3388118
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２?Ｅｕｌｅｒ算法网格变形图ｌ５】??「ｉ＿
因为工程应用中不可能只有一种Ｅｕｌｅｒ介质，或者结构不可能均为三维网格，对于??船体结构这种用板壳堆积起来的结构，Ｅｕｌｅｒ方法很难解决，因此Ｅｕｌｅｒ方法一般不单独??在水下爆炸中使用，图１．２为Ｅｕｌｅｒ算法网格变形图。??ｍｍｔ?．．．．．……？?．．．．．．．ｉ－．．．＊?ｉ．?ｉ．．．．．‘?Ｍｔｉ?ｇ？ｗ?ｍｍ．?ｉｉ＿ｉ；嘗??？?４?？＜??？－?—＿?＿＿?＿＿＾一?黑?，．－．?ａ?＾?－?－?ｉ?４?？?？?－?－?？?－?■???ｆ．－??二：±ｆＨｒｆｅ．．．．．．．ｊ＝３??－ｉ．ｆｌｘＨＨｉｔｊ?ＥＥ：：?＊?３ｎ：：：ｄ??—＾干｜ｒ：????图１．２?Ｅｕｌｅｒ算法网格变形图ｌ５】??ＣＥＬ「ｉ和ＡＬＥ＿算法集成了?Ｌａｇｒａｎｇｅ和Ｅｕｌｅｒ的优点，被广泛应用于解决流固耦合??问题。这两种方法有一个共同的特点，就是在欧拉和拉格朗日计算过程中都是先以??Ｌａｇｒａｎｇｅ算法控制物质的运动，接着按以下几种方式对网格进行重划分：继续以??Ｌａｇｒａｎｇｅ算法，网格没有重新划分；按Ｅｕｌｅｒ算法，网格重新以起始位置计算；在欧拉??和拉格朗日网格之间进行折中，提高网格的质量。??数值仿真方法与理论研究和试验研宄相比具有明显的优势，首先数值研宄将理论变??成了现实
美国舰船设备在不同抗冲击作用下的实船试验，其中包含大型舰船的浮动冲击平台试验??ｉ｜Ｓ）。ＬａｎｇｄｏｎＧＳＰＷ将数值与试验相结合，采用摆锤试验成功预测了加筋板在不同形式??下的变形模式。与此同时国内也进行了少量水下爆炸实船试验，如图１．３为海上近场实??船爆炸试验。张伦平Ｍ等对舰船防护结构在水下爆炸作用下的板架吸能效果进行了研究，??并分析了防护结构吸能效果与炸药爆炸能之间的关系，得出了炸药类型等不同的性能参??数对于防护结构吸能效果的影响。??５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]多舱防护结构水下接触爆炸吸能研究[J]. 张伦平,张晓阳,潘建强,刘建湖. 船舶力学. 2011(08)
[2]水下爆炸冲击波和气泡联合作用下结构响应数值分析[J]. 徐永刚,宗智,李海涛. 中国舰船研究. 2011(03)
[3]舰船水下接触爆炸数值研究[J]. 姚熊亮,杨文山,初文华,明付仁. 计算物理. 2010(06)
[4]船用柴油机动力装置的抗冲击技术研究[J]. 王志刚,胡媛媛. 柴油机. 2010(02)
[5]舰船水下爆炸数值计算方法综述[J]. 谌勇,汪玉,沈荣瀛,华宏星. 船舶工程. 2007(04)
[6]舰船机械设备冲击隔离技术研究进展[J]. 江国和,沈荣瀛,华宏星,吴广明. 船舶力学. 2006(01)
[7]声固耦合方法在舰船水下爆炸中的应用[J]. 姚熊亮,张阿漫,许维军. 哈尔滨工程大学学报. 2005(06)
[8]ALE方法在爆炸数值模拟中的应用[J]. 张奇,张若京. 力学季刊. 2005(04)
[9]硬质聚氨酯泡沫塑料抗爆炸冲击作用的研究[J]. 石少卿,张湘冀,刘颖芳,尹平. 振动与冲击. 2005(05)
[10]拱形钢丝绳隔振器冲击特性研究[J]. 孙洪军,钱网生. 噪声与振动控制. 2005(05)
博士论文
[1]水面舰船设备冲击环境与结构抗冲击性能研究[D]. 尹群.南京航空航天大学 2006
[2]舰船非接触水下爆炸动力学的理论与应用[D]. 刘建湖.中国船舶科学研究中心 2002
硕士论文
[1]空心球/Al复合泡沫夹层板结构动力响应研究[D]. 李波.哈尔滨工业大学 2012
[2]纤维增强聚合物复合材料力学性能的预测研究[D]. 雷松叶.郑州大学 2012
[3]基于间断迦辽金法的舰船水下及空中爆炸模拟[D]. 任少飞.哈尔滨工程大学 2012
[4]舰船舷侧典型防护结构抗爆抗冲击研究[D]. 郭百森.哈尔滨工程大学 2009
本文编号：3388118
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