【摘要】：受材料的應(yīng)變率敏感性、材料斷裂及材料熱效應(yīng)等因素的影響,在動(dòng)態(tài)受載情況下不同尺寸結(jié)構(gòu)的響應(yīng)將不滿足完全相似的條件;此外,在模型試驗(yàn)中,由于材料規(guī)格或加工工藝的限制,需采用幾何畸變模型來(lái)代替理想的縮比模型。合理可靠的相似準(zhǔn)則成為指導(dǎo)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)模型試驗(yàn)開(kāi)展和實(shí)型響應(yīng)結(jié)果準(zhǔn)確預(yù)報(bào)的必要條件。本文以量綱分析方法和相似理論為依據(jù),深入探討結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)相似的影響因素,揭示其中的控制機(jī)理和本質(zhì)聯(lián)系,結(jié)合模型試驗(yàn)驗(yàn)證,探索研究爆炸載荷下加筋板響應(yīng)的相似畸變規(guī)律和準(zhǔn)則,以期為爆炸載荷下結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)的開(kāi)展和實(shí)際結(jié)構(gòu)的響應(yīng)預(yù)報(bào)提供一定的參考和依據(jù)。本文的具體工作包括以下幾個(gè)方面:首先,從量綱分析出發(fā),探討了應(yīng)變率效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)相似關(guān)系的影響,通過(guò)修正外載荷建立模型與實(shí)型間的相似規(guī)律;分析了沖擊波載荷比沖量和結(jié)構(gòu)材料應(yīng)變率間的相互影響關(guān)系,并以比沖量作為修正量提出了適用于爆載作用下相似結(jié)構(gòu)的不完全相似準(zhǔn)則。其次,在前人研究工作的基礎(chǔ)上整理、擬合了藥量、爆距和比沖量之間關(guān)系的表達(dá)式,提出了模型藥量的修正(通過(guò)對(duì)比沖量的修正逆推)方法,從而使模型實(shí)驗(yàn)更為方便可控;并通過(guò)算例進(jìn)行方法驗(yàn)證,證明了該相似修正法在爆載下結(jié)構(gòu)響應(yīng)相似問(wèn)題中的適用性。再者,開(kāi)展了幾何畸變模型動(dòng)態(tài)響應(yīng)相似問(wèn)題的研究;采用經(jīng)典卡勒汀結(jié)構(gòu)比較了目前畸變模型預(yù)報(bào)中兩種常用預(yù)報(bào)方法——“有限元系數(shù)預(yù)測(cè)法”和“指數(shù)修正法”——的優(yōu)缺點(diǎn),并結(jié)合結(jié)構(gòu)動(dòng)載響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)要求和兩種方法各自的特點(diǎn),選擇了“指數(shù)修正法”作為本文畸變模型問(wèn)題中的預(yù)報(bào)方法;并在此基礎(chǔ)上提出了一種指數(shù)n值的快速求解法,解決了該方法在實(shí)際應(yīng)用中存在的不足。最后,分析了爆炸載荷下加筋構(gòu)件板厚、加筋截面型式共同畸變時(shí)的響應(yīng)相似問(wèn)題。在保證畸變前后加筋截面抗彎模量相同或相近的前提下,提出了以加筋截面積為畸變量來(lái)進(jìn)行外載荷修正的方法;并結(jié)合空爆和艙室內(nèi)爆兩類(lèi)算例進(jìn)行了驗(yàn)證,揭示了爆炸載荷下加筋板動(dòng)態(tài)響應(yīng)的相似畸變規(guī)律。
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：U674.70
【圖文】：

模型試驗(yàn)逐漸成為結(jié)構(gòu)爆炸響應(yīng)評(píng)估和預(yù)報(bào)的主要荷下結(jié)構(gòu)縮比模型試驗(yàn)存在的問(wèn)題碳鋼、鋁合金等材料具有良好的韌性，因此在壓力變形而不發(fā)生斷裂。當(dāng)由這些材料制成的結(jié)構(gòu)在受荷的作用時(shí)，結(jié)構(gòu)將在極短時(shí)間內(nèi)發(fā)生塑性大變形不同于其初始構(gòu)形。構(gòu)件的變形歷史和最終形狀不和支撐條件相關(guān)，還與材料的彈塑性性質(zhì)及率效應(yīng)動(dòng)載的時(shí)間和空間分布[12]。的動(dòng)態(tài)力學(xué)行為與應(yīng)變率的相關(guān)性，在縮比結(jié)構(gòu)模動(dòng)態(tài)屈服應(yīng)力是與應(yīng)變率和縮比系數(shù)密切相關(guān)nds 材料動(dòng)態(tài)強(qiáng)化模型為例，模型和原型的動(dòng)態(tài)屈服致的應(yīng)變率不同并不等于 1，即原型和模型之間不滿著縮比系數(shù)和應(yīng)變率的不同而改變，如圖 1-1 所示

圖 2-1 Calladine 結(jié)構(gòu)示意圖 The schematic of the Calladine 塊以初速度V0撞擊其頂端，則有0.5 0.52 0 d12sinh 2σ + w St cl lm積，有 S=2bh；服應(yīng)力；應(yīng)的橫向位移，即 w0=Lsinθ；粗速率。速率 c 降至于 0，第一運(yùn)動(dòng)階階段結(jié)束瞬間的板架中部橫向

圖 3-6 驗(yàn)證數(shù)值計(jì)算模型Fig.3-6 Thenumerical calculation model結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比見(jiàn)表 3-7。結(jié)果表明，該數(shù)值計(jì)擊波作用下的響應(yīng)方面是可靠的，且計(jì)算精度較高。表 3-7 全耦合計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比hecomparison resultsbetween the tests and the full-coupEuler-Shell 全耦合計(jì)算結(jié)果試驗(yàn)測(cè)量結(jié)果/mm全耦合與試驗(yàn)42.84 44.004 57.60 56.131 仿真軟件 Autodyn 模擬艙室內(nèi)爆現(xiàn)象時(shí)的計(jì)算精度縮比模型進(jìn)行數(shù)值仿真計(jì)算。下加筋板架算例分析

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 張振華;肖昌潤(rùn);陳亮;王乘;黃玉盈;;加筋板結(jié)構(gòu)在水下爆炸沖擊波作用下動(dòng)態(tài)響應(yīng)的近似相似方法研究[J];船舶力學(xué);2010年11期

2 侯海量;朱錫;李偉;梅志遠(yuǎn);;艙內(nèi)爆炸沖擊載荷特性實(shí)驗(yàn)研究[J];船舶力學(xué);2010年08期

3 嚴(yán)波;彭興寧;潘建強(qiáng);;艙室爆炸載荷作用下舷側(cè)防護(hù)結(jié)構(gòu)的響應(yīng)研究[J];船舶力學(xué);2009年01期

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5 張振華;秦健;王乘;李振環(huán);朱錫;;固支加筋方板在均布沖擊載荷作用下動(dòng)態(tài)響應(yīng)的相似畸變研究[J];哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào);2008年03期

6 杜志鵬;李曉彬;夏利娟;金咸定;;反艦導(dǎo)彈攻擊艦船舷側(cè)防護(hù)結(jié)構(gòu)過(guò)程數(shù)值仿真[J];哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào);2006年04期

本文編號(hào)：2789793