現(xiàn)代海上作戰(zhàn)中,武器制導技術飛速發(fā)展、毀傷威力不斷強大,艦船作為主要作戰(zhàn)平臺,其抗爆抗沖擊性能研究越來越被各國關注。艦船結構制造技術復雜,如果其結構強度不能滿足生命力要求,不僅會影響作戰(zhàn)性能的發(fā)揮,且會帶來巨大的經(jīng)濟損失。在艦船遭遇的各種水下爆炸載荷中,關于近場水下爆炸艦船結構的毀傷研究還需進一步加強,本文在總結國內(nèi)外水下爆炸載荷以及結構毀傷研究現(xiàn)狀的基礎上,建立某艦船艙段模型,通過數(shù)值模擬的方式對近場水下爆炸載荷傳播特性,以及船舶結構的抗沖擊性能進行了研究,主要研究內(nèi)容包括以下三方面:首先,為準確模擬水下爆炸環(huán)境,基于ALE方法建立水-空氣-炸藥水下爆炸仿真模型,根據(jù)LS-DYNA的計算結果,通過與經(jīng)驗公式計算值的對比,確定各工況下炸藥合適的網(wǎng)格尺寸,保證數(shù)值模擬的準確性;同時對于近自由面水下爆炸沖擊波載荷的傳播特性與自由場水下爆炸沖擊波傳播特性進行對比分析;并對近自由面水下爆炸時的水面水�，F(xiàn)象進行了數(shù)值仿真研究。其次,在水下爆炸環(huán)境數(shù)值模擬準確的基礎上,建立某艦船三艙段研究模型,考慮流-固耦合等影響因素,基于ALE方法,采用LS-DYNA模擬分析炸藥位于艙段舷側和底部,爆炸距離為3...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 水下爆炸載荷與結構響應國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 理論研究現(xiàn)狀
        1.2.2 試驗研究現(xiàn)狀
        1.2.3 數(shù)值模擬現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究內(nèi)容
2 水下爆炸基本理論及計算方法
    2.1 引言
    2.2 水下爆炸基本過程
    2.3 沖擊波及炸藥爆轟波基本理論
        2.3.1 水下炸藥爆轟過程
        2.3.2 水下沖擊波載荷理論及計算方法
    2.4 水下氣泡脈動及空化效應
        2.4.1 氣泡脈動理論和計算方法
        2.4.2 空化效應
    2.5 拉格朗日方法和歐拉方法基本原理
    2.6 LS-DYNA與ALE算法
    2.7 本章小結
3 基于LS-DYNA的水下爆炸過程數(shù)值仿真與驗證
    3.1 引言
    3.2 材料模型和狀態(tài)方程
    3.3 自由場水下爆炸網(wǎng)格尺寸確定
        3.3.1 數(shù)值計算模型
        3.3.2 計算結果分析
    3.4 近自由面水下爆炸過程模擬研究
        3.4.1 仿真模型描述
        3.4.2 近自由面沖擊波傳播特性
        3.4.3 近自由水面水�，F(xiàn)象
    3.5 本章小結
4 近場水下爆炸艦船結構抗沖擊特性研究
    4.1 前言
    4.2 艦船水下爆炸數(shù)值計算仿真模型
        4.2.1 材料和數(shù)值模型簡介
        4.2.2 LS-DYNA中材料失效定義
        4.2.3 水下爆炸流-固耦合接觸算法及k文件設置
    4.3 沖擊波近結構面壓力傳播過程
        4.3.1 舷側迎爆沖擊波傳播過程
        4.3.2 船底迎爆沖擊波傳播過程
    4.4 沖擊波載荷在船體內(nèi)的傳遞過程
    4.5 近場水下爆炸沖擊波作用下艙段結構變形分析
        4.5.1 舷側迎爆
        4.5.2 船底迎爆
        4.5.3 艙壁變形分析
    4.6 艦船艙段速度響應分析
    4.7 艦船艙段加速度響應分析
    4.8 船體各組成部分吸能特性研究
    4.9 本章小結
5 改進的V型夾層板結構抗沖擊性能數(shù)值仿真研究
    5.1 引言
    5.2 夾層板結構簡介
    5.3 夾層板結構在艦船結構的應用
    5.4 加筋板和夾層板結構抗沖擊性能研究
        5.4.1 計算方案設計
        5.4.2 有限元模型
    5.5 計算結果分析
        5.5.1 板材附近耦合壓力
        5.5.2 塑性變形
        5.5.3 速度和加速度響應
        5.5.4 結構吸能
    5.6 本章小結
6 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡歷及攻讀碩士學位期間的科研成果



本文編號：3743995