調(diào)研國內(nèi)外大量研究成果,水下近場爆炸氣泡射流載荷對結(jié)構的毀傷不容忽視,眾多學者分別采用試驗、數(shù)值和理論解析的方法研究水下爆炸問題。由于近場爆炸試驗面臨高破壞性、爆炸載荷的強非線性和高頻性等諸多困難,目前關于近場爆炸的成果相對不夠完善。如近場爆炸沖擊波載荷大小、氣泡射流載荷大小、對結(jié)構毀傷破口和塑性區(qū)的度量方法以及復雜邊界條件多相物質(zhì)運動特性等問題并沒有的解決。因此,本文通過縮比雙層底模型試驗和數(shù)值計算相結(jié)合的方法,研究了水下近距離接觸爆炸氣泡射流載荷對多層板架結(jié)構的毀傷特性,本文主要研究內(nèi)容包括以下三個方面:首先,基于沖擊波經(jīng)驗公式及近場爆炸試驗分別驗證了數(shù)值算法的有效性,建立固支背空加筋方板模型,模擬水下爆炸沖擊波對板架結(jié)構的毀傷過程,總結(jié)了幾種常見毀傷模式以及通過面積等效的方法計算破口半徑,并通過大量數(shù)值計算總結(jié)爆距、藥量、板厚和材料等工況參數(shù)與結(jié)構毀傷破口半徑的變化規(guī)律,得到破口估算公式,通過該公式結(jié)合工程實際對實船水下近距離接觸爆炸破口進行預報。其次,通過數(shù)值和模型試驗的手段,研究了近自由面水下接觸爆炸雙層底模型各層板毀傷特性、空艙內(nèi)部壓力特性以及多相物質(zhì)運動特性。根據(jù)試驗和數(shù)... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

艦船典型花瓣開裂現(xiàn)象（圖片來自網(wǎng)絡）

圖 1.2 魚雷、水雷等攻擊多艙防護結(jié)構示意圖本課題采用 LS-DYNA 中的任意歐拉-拉格朗日算法（ALE，Arbitrary Lagrian），進行水下近場爆炸載荷、物質(zhì)運動特性、結(jié)構毀傷研究。ALE 算法的有歐拉網(wǎng)格和拉格朗日網(wǎng)格的優(yōu)點，網(wǎng)格可以隨物質(zhì)沿任意方向一起運動，間位置固定不動[3]。ALE 算法可以直接求解質(zhì)量守恒、動量守恒和能量守恒程，能夠解決多物質(zhì)運動、界面捕捉、結(jié)構大變形及流固耦合等非線性動力學較好的模擬近場爆炸結(jié)構毀傷變形和氣泡運動特性。水下近場爆炸載荷及結(jié)構毀傷研究現(xiàn)狀目前，對于水下接觸、近場和遠場爆炸分類尚未達成共識，國內(nèi)外的一些學度對其進行分類：如爆距與 TNT 藥包半徑之比、爆距與自由場中氣泡最大結(jié)構響應和破壞特征（如彈塑性變形、塑性大變形、破口破壞等）[4]等。近近場接觸爆炸領域主要通過理論研究（解析解）、實驗研究和數(shù)值方法進行一研究。理論研究主要基于一定的簡化和假設條件，求解結(jié)構響應的解析解，

哈爾濱工程大學碩士學位論文，此外，實驗通常能夠給研究人員提供啟發(fā)和靈感，有助于引導其取ng 等[16]經(jīng)過多次假設試驗，以圓臺、圓柱和球形水射流沖擊平板，得發(fā)現(xiàn)射流最大壓力發(fā)生在射流中心處，且最大壓力均在 cV量級上一種用于測定高速射流沖擊下瞬態(tài)壓力分布的傳感器技術，以平均速 0.1m 的高速水柱沖擊該傳感器，結(jié)果顯示最大壓力發(fā)生在撞擊區(qū)r[18]在爆炸水池中分別進行了 10g、35g、55gTNT 當量試驗，研究了氣和彈塑性結(jié)構附近運動特性，并通過邊界元法計算了氣泡半徑、周期試驗結(jié)果吻合良好；漫等[19]分別通過實驗和數(shù)值手段研究了不同初始條件、壁面條件下氣圖 1.2 所示。


本文編號：2990271