發(fā)布時間：2017-03-31 16:09

  本文關鍵詞：水下爆炸載荷作用下的船體總強度計算方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文考慮艦船在實際海況中航行遭受非接觸水下爆炸載荷作用，考慮了氣泡脈動載荷和波浪載荷相互作用下對船體總體響應的影響，本研究旨在研究包括靜水彎矩和波浪彎矩以及氣泡脈動壓力等在內(nèi)的外載荷作用下的水面艦船船體的總強度問題。 首先，應用聲固耦合法對艦船幾種典型的水下爆炸模型進行了計算和分析，總結和分析了采用聲固耦合法進行水下爆炸數(shù)值模擬分析時應注意的方法和技巧，并把計算結果與實測數(shù)據(jù)進行比較分析。 其次，在研究將艦船的總縱彎曲時，本文將各站所受外力轉化成節(jié)點力施加到船體上，，通過比較有限元的計算結果和理論解，表明只要施加合理的邊界條件，本文所采用的方法在工程領域中是可用的。 第三，數(shù)值模擬艦船受爆炸載荷作用的整個過程，通過大量的計算，分析和總結了藥包在艦船附近以不同位置、不同深度、不同裝藥量爆炸時氣泡脈動載荷對船體總縱強度的影響，得出了一些有規(guī)律性的曲線；并總結出水下爆炸載荷作用下船體總強度的校核方法。 第四，對水面艦船的濕模態(tài)進行數(shù)值計算，在計算水面艦船的濕模態(tài)時，計及艦船周圍流場的影響，本文應用耦合法求解艦船的濕模態(tài)，并與傳統(tǒng)方法比較分析，分析表明：耦合法求解水面艦船的濕模態(tài)是有效的，可行的。 第五，研究了波浪載荷與水下非接觸爆炸載荷聯(lián)合作用下的水面艦艇艦體結構沖擊安全性評估計算方法，包括確定總強度校核方法、安全半徑、破壞半徑的判斷標準及計算方法；并校核了典型工況下氣泡脈動載荷以及氣泡脈動載荷和波浪載荷聯(lián)合作用下船體的總縱強度，計算結果表明：校核艦船船體在氣泡脈動載荷作用下的總縱強度的同時必須計入波浪載荷的影響。
【關鍵詞】：水下爆炸 氣泡脈動 波浪 總強度 濕模態(tài) 聲固耦合法
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2005
【分類號】：U661.4
【目錄】：

• 第1章 緒論11-22
• 1.1 引言11-12
• 1.2 水下爆炸氣泡脈動研究概述12-16
• 1.2.1 理論研究12-13
• 1.2.2 數(shù)值研究13-14
• 1.2.3 試驗研究14-16
• 1.3 爆炸載荷作用下的船體破壞形式16-20
• 1.3.1 水中非接觸爆炸對艦船的破壞作用16-19
• 1.3.1.1 對艦體的直接沖擊波損傷17
• 1.3.1.2 對技術裝備的沖擊振動損傷17-18
• 1.3.1.3 對人員的沖擊18-19
• 1.3.2 爆炸載荷作用下的船體響應19-20
• 1.4 論文的主要研究內(nèi)容20-22
• 第2章 聲固耦合方法在艦船水下爆炸中的應用22-39
• 2.1 引言22
• 2.2 水下爆炸載荷的特點22-24
• 2.3 有限元程序之間的接口24
• 2.4 聲固耦合法模擬原理24-26
• 2.4.1 聲學載荷24-26
• 2.4.2 聲學單元26
• 2.4.3 邊界條件26
• 2.5 艦船水下爆炸模擬26-38
• 2.5.1 水面艦船水下爆炸數(shù)值模擬26-34
• 2.5.1.1 舷外流場大小與增加的附加質量的關系27-28
• 2.5.1.2 網(wǎng)格劃分對有限元分析的影響28-29
• 2.5.1.3 沖擊載荷計算29-31
• 2.5.1.4 數(shù)值模擬結果31-34
• 2.5.2 水下潛艇爆炸數(shù)值模擬34-38
• 2.5.2.1 模擬進水面潛艇爆炸時的處理方法34-36
• 2.5.2.2 模擬深水潛艇爆炸時的處理方法36-38
• 2.6 本章小結38-39
• 第3章 艦船在波浪載荷作用下的加載方式研究39-60
• 3.1 引言39
• 3.2 波浪載荷的求解39-55
• 3.2.1 傳統(tǒng)的靜波浪剪力和彎矩的計算方法39-44
• 3.2.1.1 船體梁的受力和變形特征39-42
• 3.2.1.2 載荷、剪力、彎矩的基本公式和計算的一般步驟42-44
• 3.2.2 本研究所采取的方法44-55
• 3.2.2.1 計算狀態(tài)的選取44-48
• 3.2.2.1 本艦船的重量分布48-49
• 3.2.2.1 浮力曲線49-55
• 3.3 施加邊界條件及求解55
• 3.4 波浪彎矩作用下船體總縱強度評估55-59
• 3.5 本章小結59-60
• 第4章 水下爆炸氣泡脈動載荷作用下的艦船船體總體響應研究60-80
• 4.1 引言60-61
• 4.2 氣泡脈動壓力作用下的船體響應61-74
• 4.2.1 有限元模型61-63
• 4.2.2 船體材料63-64
• 4.2.3 艦船爆炸動響應研究中常用的材料模式64-66
• 4.2.4 單元的破損準則66-67
• 4.2.5 濕模態(tài)校核67-72
• 4.2.5.1 附連水法計算艦船的濕模態(tài)67-71
• 4.2.5.2 耦合法計算艦船濕模態(tài)71-72
• 4.2.6 靜水中氣泡脈動載荷作用下船體響應72-74
• 4.3 水下爆炸氣泡脈動威力研究74-79
• 4.4 本章小結79-80
• 第5章 波浪載荷與水下爆炸載荷聯(lián)合作用下的船體總強度研究80-104
• 5.1 引言80
• 5.2 顯示有限元方法80-84
• 5.2.1 顯式時間積分81-82
• 5.2.2 顯式方法的條件穩(wěn)定性82
• 5.2.3 穩(wěn)定性限制82-83
• 5.2.4 顯式時間積分方法的優(yōu)越性83-84
• 5.3 顯式有限元法求解靜力問題84-88
• 5.3.1 粘性壓力84-85
• 5.3.2 材料阻尼85
• 5.3.3 阻尼對平衡的影響85-88
• 5.4 波浪載荷與爆炸載荷聯(lián)合作用下的船體響應計算方法88-92
• 5.4.1 波浪中的流場模型89-90
• 5.4.2 波浪載荷與氣泡載荷聯(lián)合作用下的艦船響應90-92
• 5.5 爆炸載荷與波浪載荷聯(lián)合作用下船體總縱強度評估92-99
• 5.5.1 工況的選取93-94
• 5.5.2 無氣泡工況的船體總強度評估94-96
• 5.5.3 氣泡脈動工況的船體總強度評估96-99
• 5.6 水面艦船安全半徑確定方法99-103
• 5.7 本章小結103-104
• 結論104-106
• 參考文獻106-109
• 攻讀碩士學位期間公開發(fā)表的論文109-110
• 致謝110

【引證文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 金輝;張慶明;邵宗戰(zhàn);馬曉蕾;張阿漫;;沖擊載荷下船舶設備與船體結構一體化動響應研究[J];北京理工大學學報;2010年02期

2 姚熊亮;于秀波;龐福振;劉慶杰;;敷設聲學覆蓋層的板架結構抗沖擊性能數(shù)值計算研究[J];工程力學;2007年11期

3 王樹樂;宗智;陳高杰;程素秋;;基于高性能計算的水下爆炸數(shù)值仿真[J];艦船科學技術;2012年09期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 許斐;鋁合金艇在水下沖擊波作用下動態(tài)響應的數(shù)值研究[D];大連理工大學;2010年

2 蘇羅青;艦船總體與局部強度水下爆炸實驗方案研究[D];哈爾濱工程大學;2011年

3 朱楓;水下爆炸氣泡脈動與近邊界射流特性研究[D];哈爾濱工程大學;2011年

4 郝威巍;水下氣泡潰滅動力學過程的數(shù)值研究[D];大連理工大學;2009年

5 胡競中;沖擊環(huán)境下船舶大型設備與船體結構一體化耦合動響應研究[D];哈爾濱工程大學;2009年

6 彭溢;爆炸載荷作用下艦船剩余強度評估方法研究[D];哈爾濱工程大學;2009年

7 白兆宏;艦船遠場水下爆炸沖擊環(huán)境的建模方法[D];哈爾濱工程大學;2012年

  本文關鍵詞：水下爆炸載荷作用下的船體總強度計算方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：279812