破片與沖擊波對艦船板架的耦合毀傷效應研究

發(fā)布時間：2020-07-17 08:45

【摘要】：艦船板架是水面艦船的基本組成單元。為快速評估水面艦船在反艦導彈或炮彈攻擊下的生命力,須先確定艦船板架在反艦導彈或炮彈爆炸載荷作用下的動態(tài)損傷特性。反艦導彈或炮彈爆炸主要產(chǎn)生兩種毀傷元:高速破片群和爆炸沖擊波。本文主要運用實驗與數(shù)值仿真方法開展了破片與爆炸沖擊波耦合作用下艦船板架的損傷特性研究。主要研究工作及結論如下:揭示了戰(zhàn)斗部爆炸載荷的特性�；诠饣Ｗ觿恿W(SPH)方法數(shù)值模擬了非標準圓柱形戰(zhàn)斗部殼體的膨脹破裂的過程,研究了非標準圓柱形戰(zhàn)斗部爆炸破片的速度分布規(guī)律。開展了非標準圓柱形戰(zhàn)斗部爆炸的實驗,提出了該戰(zhàn)斗部爆炸破片的三種典型模式,驗證了改進的Fisher公式計算等效裸裝藥藥量的準確性。開展了兩種非標準圓柱形戰(zhàn)斗部對艦船板架的耦合毀傷效應的實驗,提出了艦船板架在破片與爆炸沖擊波耦合作用下的兩種主要破壞模式,即模式I:花瓣彎曲破壞;模式II:拉伸斷裂破壞。研究了比例距離對不同耦合破壞模式的影響規(guī)律,并針對實驗模型給出了不同破壞模式之間的臨界比例距離。此外,分析了花瓣大破口形成的主要原因,比較了光板和加筋板在耦合載荷作用下的損傷結果。采用耦合的SPH-FEM方法數(shù)值模擬了破片與爆炸沖擊波對艦船板架的耦合毀傷過程,揭示了耦合毀傷效應產(chǎn)生及作用的機理。數(shù)值計算結果表明,模式II還可細分為兩種,模式IIa:板邊界產(chǎn)生塑性變形,中心產(chǎn)生拉伸斷裂破壞;模式IIb:板邊界和中心均產(chǎn)生拉伸斷裂破壞。引入了無量綱沖量~*i,給出了不同耦合破壞模式之間的臨界~*i值。提出了一種解耦的方法來研究破片與爆炸沖擊波耦合作用下靶板的響應。開展了預制孔板在爆炸沖擊波作用下的變形的實驗,驗證了數(shù)值模擬方法的準確性。數(shù)值模擬了三種孔形狀的預制孔板在爆炸沖擊波作用下的變形過程,得到了預制孔形狀和面積對板中點撓度的影響規(guī)律。此外,結合薄板的中點撓度的計算公式,提出了撓度增益系數(shù)的概念,并將數(shù)值計算結果進行擬合,建立了三種孔形狀的預制孔板的中點撓度的計算公式。
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U674.7
【圖文】：

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