為得到艙內(nèi)爆炸載荷簡化計算方法,將艙內(nèi)爆炸下目標壁面受到的內(nèi)爆載荷在時間分布上分為爆炸沖擊波作用和準靜態(tài)壓力作用2個階段,在空間分布上分為非角隅中間區(qū)域、兩面角隅區(qū)和三面角隅區(qū),建立了艙內(nèi)爆炸下目標壁面所受載荷的簡化計算模型,并通過Matlab編程實現(xiàn),得到目標壁面受到的艙內(nèi)爆炸載荷總沖量,其結(jié)果與數(shù)值仿真結(jié)果吻合較好。該簡化模型可用于艦船艙內(nèi)爆炸載荷強度及壁面總沖量的快速工程估算。 

【文章來源】：艦船科學技術(shù). 2020,42(17)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

艙內(nèi)爆炸下壁面峰值壓力空間分布模型Fig.2Spatialdistributionmodelofpeakpressureundertheexplosioninthecabin

度為H，艙室寬度為B，將艙內(nèi)爆炸下壁面各點受到的爆炸沖擊波超壓峰值p1按空間分布劃分為三大類區(qū)域，第1類區(qū)域為非角隅中間區(qū)域，第2類為兩面邊界交匯的兩面角隅區(qū)，第3類為三面邊界交匯的三面角隅區(qū)。依據(jù)其各自的載荷特性，分別對三類區(qū)域的反射沖擊波超壓峰值p1建立其簡化計算方法。其中艙內(nèi)爆炸載荷受角隅匯聚效應(yīng)影響的區(qū)域范圍較為固定，為便于簡化計算，將邊界角隅匯聚區(qū)的統(tǒng)一寬度d取為壁面短邊長度H的1/10，即d=0.1H。圖2艙內(nèi)爆炸下壁面峰值壓力空間分布模型Fig.2Spatialdistributionmodelofpeakpressureundertheexplosioninthecabin2.1反射沖擊波超壓峰值p12.1.1非角隅中間區(qū)域pmZ=√x2+y2+D2/3√W對于第1類的非角隅中間區(qū)域，將其分為8個相類似的三角區(qū)域。以圖2中區(qū)域3為例，對該區(qū)域的內(nèi)爆載荷峰值p1進行簡化計算。將中間區(qū)域3內(nèi)各點的爆炸沖擊波超壓峰值p1假設(shè)為一個連續(xù)的平面函數(shù)，該平面函數(shù)由三角區(qū)域的3個點p1（0，0），p1（0，x0-d）和p1（x0-d，y0-d）確定，即三點確定一個平面函數(shù)p1=f（x，y），再由所得平面函數(shù)計算出區(qū)域內(nèi)各點（x，y）的超壓峰值p1（x，y），如圖3所示。為了求得該平面函數(shù)，就要先確定3個角點A點、B點和C點的超壓峰值計算方法。根據(jù)Henrych提出的經(jīng)驗公式（1）可計算這3個點的爆炸沖擊波入射超壓峰值，其中比例距離，x和y分為壁面坐標系下目標點的坐標，D為裝藥到壁面的垂直距離，W為裝藥質(zhì)量。pm=1.40717Z+0.55397Z20.03572Z3+0.000625Z4,0.05Z0.3，0.61938Z0.03262Z2+0.21324Z3,0.3Z1，0.0662Z+0.405Z2+0.3288Z3,1Z10。(1)pmZ=R/3√其中：為爆炸沖擊波入射超壓峰值；W為比例距離，R為TNT裝藥爆心到目標測量位置的直線距離，W為裝藥質(zhì)量。為便于解釋說

將式（5）代入式（4）即可求得當該點發(fā)生馬赫反射時，其爆炸沖擊波反射超壓峰值p1。采用式（1）～式（5）的判定及計算方法，分別求出點（0，x0-d）和（x0-d，y0-d）處的反射沖擊波超壓峰值pB和pC。如此則分別求出了區(qū)域3的3個角點（0，0），（0，x0-d）和（x0-d，y0-d）的反射沖擊波超壓峰值pA，pB和pC。再由以上這3個點的坐標（0，0，pA），（0，x0-d，pB）和（x0-d，y0-d，pC）計算求得整個區(qū)域3內(nèi)各個點的反射沖擊波超壓峰值所滿足的平面函數(shù)的表達式p1=f（x，y），其一般形式為：p1(x,y)=k1x+k2y+C1。(6)其中：k1，k2，C1為根據(jù)（0，0，pA），（0，x0-d，pB）和（x0-d，y0-d，pC）三點坐標確定的常數(shù)，且對于區(qū)域3來說，C1=pA。通過以上簡化計算方法，對于中間區(qū)域劃分成的8個小三角區(qū)域內(nèi)任意一點，均可采用式（1）～式（6）的計算方法，求得其爆炸沖擊波反射超壓峰值p1。2.1.2兩面角隅區(qū)對于圖2中第2類的兩面角隅區(qū)，根據(jù)其位置，也將其分成上下左右4個區(qū)域，以兩面角隅區(qū)1為例，依據(jù)仿真計算結(jié)果的角隅壓力載荷特性，建立該區(qū)域內(nèi)各點的爆炸沖擊波反射超壓峰值p1的簡化分布及計算方法，如圖4所示。圖4兩面角隅區(qū)1的內(nèi)爆沖擊波反射超壓峰值分布Fig.4Peakdistributionofshockwavereflectionoverpressureinthedihedralcornerregion1對兩面角隅區(qū)的峰值及比沖量進行簡化計算時，可以認為對于兩面角隅區(qū)1，在其區(qū)域統(tǒng)一寬度（d）的方向上，反射沖擊波的峰值壓力和比沖量無變化，即p1（x1，y0）=p1（x1，y1）=p1（x1，y2），其中（x1，y0），（x1，y1），（x1，y2）為兩面角隅區(qū)1內(nèi)x坐標相同，y坐標不同的3點。因此在圖4中的兩面角隅區(qū)1中任意一點（x，y）的反射沖擊波超壓峰值只是與x坐標有關(guān)的函數(shù)，即p1（x，

【參考文獻】：
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