本文關(guān)鍵詞：水下非接觸爆炸沖擊下船體結(jié)構(gòu)強度計算研究

  更多相關(guān)文章： 水下非接觸爆炸 聲固耦合 結(jié)構(gòu)強度 爆炸彎矩 參數(shù)討論

【摘要】：水下非接觸爆炸下艦船結(jié)構(gòu)強度是艦船生命力的重要組成部分。水下非接觸爆炸沖擊作用將引起整船巨大沖擊動力響應,極端情況下可能引起艦船瞬間折斷,威脅到船體總縱強度,同時水下爆炸沖擊波能夠引起船底或舷側(cè)結(jié)構(gòu)較大塑性變形,對船體局部強度產(chǎn)生重要影響。水下爆炸沖擊下艦船結(jié)構(gòu)強度研究一直受到各國海軍關(guān)注。近年來隨著我國對艦船抗爆抗沖擊要求的逐漸提高,國內(nèi)也已經(jīng)開展了大量的相關(guān)研究,但目前的工作離實船結(jié)構(gòu)抗爆設(shè)計運用仍有較大差距,深入開展船體結(jié)構(gòu)抗水下爆炸沖擊設(shè)計相關(guān)研究十分必要。本文在ABAQUS聲固耦合有限元方法基礎(chǔ)上,進行水下非接觸爆炸沖擊下艦船的總強度和局部強度研究,旨在為艦船抗水下爆炸沖擊的結(jié)構(gòu)設(shè)計提供參考。本文主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:(1)對ABAQUS水下非接觸爆炸聲固耦合計算方法進行介紹和算例驗證。在分析現(xiàn)有各種水下爆炸數(shù)值計算方法的基礎(chǔ)上,詳細介紹ABAQUS聲固耦合方法的理論及邊界條件設(shè)置。參照理論解和實船試驗數(shù)據(jù),進行算例驗證;(2)對某船進行了詳細全船有限元建模,包括各層甲板、上層建筑、外板、甲板骨材等結(jié)構(gòu),并創(chuàng)建水域模型。對全船模型進行濕模態(tài)計算,船體梁低階頻率與經(jīng)驗公式計算值相差很小,各階振型良好,驗證了本文建立的全船有限元模型的準確性;(3)對水下非接觸爆炸作用下船體總縱強度進行了計算研究。分別使用全船有限元模型和船體梁簡化模型進行典型水下非接觸爆炸工況計算,分析校核了全船模型危險剖面塑性應變,并對比分析了兩種計算模型剖面爆炸彎矩曲線及中垂中拱最大爆炸彎矩。結(jié)果表明簡化模型爆炸彎矩計算精度良好,可為水下非接觸爆炸下船體梁爆炸彎矩估算提供參考;(4)對水下非接觸爆炸作用下船體艙段結(jié)構(gòu)局部強度進行了計算研究。建立并驗證了基于三艙段的局部結(jié)構(gòu)水下非接觸爆炸強度計算模型。對外底板厚、強肋骨和龍骨數(shù)量等設(shè)計參數(shù)變化后的艙段模型進行水下非接觸爆炸強度計算,從塑性應變、動應力峰值和加速度峰值三方面分析艙段設(shè)計參數(shù)改變對艙段局部結(jié)構(gòu)抗爆抗沖擊性能的影響規(guī)律,可為艙段結(jié)構(gòu)抗水下爆炸沖擊設(shè)計提供參考。
【關(guān)鍵詞】：水下非接觸爆炸 聲固耦合 結(jié)構(gòu)強度 爆炸彎矩 參數(shù)討論
【學位授予單位】：中國艦船研究院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U661.43
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 選題背景及研究目的10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 水下非接觸爆炸理論研究11-12
• 1.2.2 水下非接觸爆炸數(shù)值計算研究12-14
• 1.2.3 水下非接觸爆炸試驗研究14-15
• 1.3 我國相關(guān)研究的不足15-16
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容16-17
• 第二章 水下非接觸爆炸載荷及物理效應17-29
• 2.1 引言17-18
• 2.2 水下爆炸沖擊波載荷18-19
• 2.2.1 指數(shù)衰減公式18-19
• 2.2.2 Zamyshlyayev公式19
• 2.3 水下爆炸氣泡脈動載荷19-22
• 2.4 水下爆炸邊界效應22-24
• 2.4.1 水面反射波23
• 2.4.2 海底反射波23-24
• 2.5 水下爆炸空化效應24-27
• 2.5.1 局部空化24-26
• 2.5.2 體空化26-27
• 2.6 沖擊因子27-28
• 2.7 本章小結(jié)28-29
• 第三章 水下非接觸爆炸沖擊下艦船強度數(shù)值計算方法29-44
• 3.1 引言29
• 3.2 水下爆炸問題數(shù)值計算方法29-31
• 3.2.1 有限元方法29-30
• 3.2.2 雙漸進近似方法30
• 3.2.3 無網(wǎng)格方法30-31
• 3.2.4 邊界元方法31
• 3.3 ABAQUS水下爆炸計算方法31-38
• 3.3.1 ABAQUS聲固耦合理論31-35
• 3.3.2 顯式時間積分35-37
• 3.3.3 水下爆炸關(guān)鍵字設(shè)置37-38
• 3.4 ABAQUS水下爆炸算例驗證38-43
• 3.4.1 球殼受平面波沖擊38-40
• 3.4.2 艦船受水下爆炸沖擊40-43
• 3.5 本章小結(jié)43-44
• 第四章 有限元建模44-52
• 4.1 引言44
• 4.2 艦船結(jié)構(gòu)建模44-46
• 4.2.1 整艦模型概況44-46
• 4.2.2 典型結(jié)構(gòu)模型46
• 4.3 流場建模46-48
• 4.4 材料定義48-49
• 4.5 模態(tài)驗證49-50
• 4.6 本章小結(jié)50-52
• 第五章 水下非接觸爆炸沖擊下艦船總縱強度研究52-72
• 5.1 引言52
• 5.2 水下爆炸沖擊下艦船總縱彎曲現(xiàn)象52-53
• 5.3 水下非接觸爆炸工況及剖面選取53-55
• 5.3.1 工況與載荷53-54
• 5.3.2 校核剖面選取54-55
• 5.4 基于全船模型的總縱強度計算研究55-64
• 5.4.1 船體結(jié)構(gòu)強度結(jié)果分析55-57
• 5.4.2 校核剖面塑性應變結(jié)果分析57-61
• 5.4.3 校核剖面爆炸彎矩計算分析61-64
• 5.5 基于簡化模型的總縱強度計算研究64-70
• 5.5.1 船體梁鞭狀運動理論模型分析65-66
• 5.5.2 船體梁有限元簡化模型66-68
• 5.5.3 簡化模型爆炸彎矩計算結(jié)果68-70
• 5.6 本章小結(jié)70-72
• 第六章 水下非接觸爆炸沖擊下艦船局部強度研究72-88
• 6.1 引言72
• 6.2 三艙段模型計算方法72-76
• 6.2.1 三艙段模型簡介72-74
• 6.2.2 三艙段模型結(jié)果驗證74-76
• 6.3 設(shè)計參數(shù)對局部強度影響研究76-86
• 6.3.1 艙段設(shè)計方案76-77
• 6.3.2 工況與載荷77-78
• 6.3.3 塑性變形分析78-82
• 6.3.4 應力峰值分析82-84
• 6.3.5 加速度峰值分析84-86
• 6.3.6 結(jié)論探討86
• 6.4 本章小結(jié)86-88
• 第七章 總結(jié)與展望88-90
• 7.1 總結(jié)88-89
• 7.2 展望89-90
• 致謝90-91
• 參考文獻91-95
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文95

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉孝;柳艷麗;周俊威;雷鳴;;水下非接觸爆炸艦船動響應數(shù)值模擬[J];中國水運(下半月刊);2010年11期

2 牟金磊;朱錫;黃曉明;白雪飛;;水下近場非接觸爆炸作用下固支方板破口計算[J];振動與沖擊;2011年01期

3 崔魯寧;浦金云;劉玲艷;;艦船戰(zhàn)損評估分析方法研究[J];中國安全科學學報;2008年09期

4 李海濤;朱錫;趙小龍;黃曉明;;箱形梁在水下近距非接觸爆炸作用下的整體毀傷研究[J];振動與沖擊;2010年03期

5 陳輝;潘建強;唐佳煒;何斌;楊云川;程紅梁;;水下非接觸爆炸條件下艦船沖擊環(huán)境測試相關(guān)技術(shù)研究[J];計算機測量與控制;2011年11期

6 汪玉;張磊;史少華;杜儉業(yè);;艦船水下非接觸爆炸抗沖擊技術(shù)綜述[J];科技導報;2009年14期

7 茹嘉良;李志剛;賴慶鑫;辛龍;張金換;;某抗沖椅沖擊響應計算及試驗分析[J];噪聲與振動控制;2013年02期

8 祝祥剛;劉瑩;陳舸;鮑超明;;水下非接觸爆炸作用下的船體結(jié)構(gòu)響應分析[J];計算機輔助工程;2013年S2期

9 鐘濤;王西丁;沈榮瀛;;水下非接觸爆炸時艦船長軸系的沖擊響應[J];上海船舶運輸科學研究所學報;2007年02期

10 李志輝;劉輝;李其修;吳向君;;水下非接觸爆炸作用下艦船結(jié)構(gòu)損傷評估[J];艦船科學技術(shù);2012年07期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 汪玉;崔立;杜儉業(yè);杜志鵬;;我國艦艇水下非接觸爆炸沖擊動力學發(fā)展與應用[A];中國力學學會學術(shù)大會'2009論文摘要集[C];2009年

2 程云艷;龍仁榮;王慶;鄭召豐;;氣液緩沖器在水下非接觸爆炸平臺上的應用[A];中國力學學會工程爆破專業(yè)委員會2013年年度工作會議暨學術(shù)交流會論文集[C];2013年

3 劉新祥;劉建湖;;水下非接觸爆炸時艦船—坐姿艦員系統(tǒng)仿真模型[A];第二屆全國人—機—環(huán)境系統(tǒng)工程學術(shù)會議論文集[C];1995年

4 王新征;鄭金明;牛冠毅;崔云霄;楊偉;李萍;;側(cè)向非接觸爆炸鋼管混凝土構(gòu)件損傷演化數(shù)值分析[A];第五屆全國計算爆炸力學會議論文摘要[C];2012年

5 李政年;柯文棋;樂秀鴻;徐建華;李振杰;周宏元;黃建松;吉庚耀;;艦船燒沖復合傷對兔損傷作用的實驗研究[A];人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程研究進展（第七卷）[C];2005年

6 王新征;牛冠毅;鄭金明;崔云霄;李萍;;側(cè)向非接觸爆炸鋼管混凝土構(gòu)件損傷演化數(shù)值分析[A];第23屆全國結(jié)構(gòu)工程學術(shù)會議論文集（第Ⅲ冊）[C];2014年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 曹博;水下非接觸爆炸沖擊波作用下艦船結(jié)構(gòu)的動態(tài)響應與抗沖擊性研究[D];大連海事大學;2016年

2 吳敵;水下非接觸爆炸沖擊下船體結(jié)構(gòu)強度計算研究[D];中國艦船研究院;2016年

3 吳迪;非接觸爆炸沖擊波作用下船體結(jié)構(gòu)響應研究[D];上海交通大學;2007年

4 劉孝;水下非接觸爆炸下船舶損傷模式研究[D];華中科技大學;2011年

5 江淼;艦船結(jié)構(gòu)水下非接觸爆炸下動力響應研究[D];武漢理工大學;2007年

6 羅超;艦船水下非接觸爆炸響應的數(shù)值模擬[D];上海交通大學;2009年

7 王海保;50米鋼質(zhì)艇與復合材料艇抗爆性能對比分析[D];哈爾濱工業(yè)大學;2012年

，

本文編號：975139