建立某艦船典型艙段結構模型,采用聲固耦合法分析艦船結構在水下爆炸作用下的動力響應特性,分析了二次加載及空化區(qū)域隨時間的變化情況.當考慮空化效應時,分別給出藥包在不同深度和不同舷側角度爆炸情況下,艙段結構典型位置的加速度和速度響應量的時間歷程曲線,總結了艙段典型位置各響應量峰值的變化規(guī)律.結果表明:空化區(qū)域潰滅產生的二次加載作用會對結構響應產生較大影響,在二次加載作用下結構振動更劇烈,載荷作用時間更長;相比于艙段底部,隨著爆深的增加,甲板和舷側的響應受二次加載的影響較小;當爆點沿舷側不同角度分布時,對于艙底和甲板結構,型深方向的響應峰值均為最大. 

【文章來源】：華中科技大學學報(自然科學版). 2020,48(08)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

水下爆炸沖擊波傳播

第8期張婧，等：考慮空化效應的水下爆炸艦船結構響應研究·117·反射邊界條件．鋼板中心位移的計算與試驗結果見圖3，圖中：D為凹陷深度，t為時間．由圖3可知：試驗測得的板中心的最大凹陷為23mm，最大外凸為11mm；通過有限元方法計算得到板中心的最大凹陷為17mm，最大外凸為10mm．鋼板中心絕對壓力的計算與試驗結果見圖4，圖中p為絕對壓力．由圖4可知：板受水下爆炸作用后往復振動，當沖擊波到達時，壓力迅速增大，隨后很快降為零，產生這種變化的原因是鋼板鄰近水域中發(fā)生了空化現(xiàn)象，但衰減時間明顯變得緩慢．圖3和4表明運用聲固耦合法可以較好地模擬水下爆炸及空化區(qū)域的擴展與潰滅．圖3計算與試驗得到的鋼板中心位移圖4計算與試驗得到的鋼板中心絕對壓力3考慮空化效應的水下爆炸數(shù)值仿真3.1計算模型以某艦船典型艙段為計算模型．艙段長為15.6m，寬為18.4m，型深為8.8m，吃水為5m．艙段結構材料均采用EH36鋼，密度ρ=7850kg/m3，彈性模量E=210GPa，泊松比μ=0.3．艙段結構受瞬態(tài)爆炸沖擊載荷作用，鋼材表現(xiàn)出與應變率相關的性質，采用Cowper-Symonds本構模型考慮材料的應變率效應．為了研究EH36鋼的動力本構關系，應變率從2×10-4s-1到1685s-1，采用MTS裝置進行低應變率下的拉伸試驗，采用SHPB裝置進行高應變率下的沖擊壓縮試驗．獲得黏性參數(shù)(C)和應變率硬化參數(shù)(P)分別為3599和2.58．爆點位于艙段下方70m處，炸藥為1000kgTNT．分別計算考慮與不考慮空化效應兩種情況，計算時間取0.2s，不考慮氣泡脈動載荷影響．綜合考慮計?

不同爆深下垂向加速度時歷曲線

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]水下爆炸空化效應作用下結構響應的數(shù)值模擬[D]. 葉帆.大連理工大學 2010



本文編號：3554553