50米鋼質(zhì)艇與復(fù)合材料艇抗爆性能對比分析.pdf

1、艦船在戰(zhàn)時執(zhí)行任務(wù)過程中,不可避免的會面臨非接觸爆炸引起的沖擊破壞問題。非接觸爆炸作用于船體結(jié)構(gòu)時,會造成船體結(jié)構(gòu)及船用設(shè)備大范圍的破壞。因此,必須對艦船在非接觸水下爆炸下的破壞效應(yīng)進(jìn)行研究。
　　艦船結(jié)構(gòu)與設(shè)備抗沖擊響應(yīng)的激勵源是水下爆炸載荷,對其進(jìn)行準(zhǔn)確的描述是研究艦船抗沖擊響應(yīng)的基礎(chǔ),因此本文首先對水下爆炸載荷進(jìn)行了研究,并針對無限水域炸藥的爆炸過程,利用瞬態(tài)動力學(xué)軟件MSC.DYTRAN進(jìn)行了數(shù)值計算,獲得了水下爆炸載荷特

2、點及變化規(guī)律,結(jié)果與經(jīng)驗公式吻合較好;對空背板的抗沖擊響應(yīng)進(jìn)行了仿真,與試驗結(jié)果相符合。
　　然后,建立了某復(fù)合材料艦艇有限元模型,并對其抗沖擊性能進(jìn)行了分析。當(dāng)沖擊波峰值壓力傳遞到艦船時,艦船位移響應(yīng)迅速增大,然后趨于平穩(wěn);對于船體外板,橫艙壁之間和甲板之間的變形較大,最大變形出現(xiàn)在二甲板與三甲板之間,四、五橫艙壁以及五、六橫艙壁之間。艦船的加速度響應(yīng)具有高頻特性,并且在沖擊波載荷作用下,艦船加速度比較大,部分節(jié)點可以達(dá)到接近5

3、000m/s2。對艦船上一些觀測節(jié)點通過蔡-吳張量失效準(zhǔn)則(E.M.Wu)進(jìn)行了校核,認(rèn)為本復(fù)合材料艦艇在本文定義的沖擊環(huán)境下并沒有發(fā)生失效。
　　接著,建立了型表面與復(fù)合材料艦艇相同的兩鋼質(zhì)艦艇(質(zhì)量與復(fù)合材料艦艇相當(dāng)、尺寸厚度與復(fù)合材料艦艇相當(dāng)),對兩艦艇抗沖擊性能進(jìn)行了仿真,并與復(fù)合材料艦艇進(jìn)行了對比分析,認(rèn)為復(fù)合材料艦艇抗沖擊性能要比低磁鋼艦艇抗沖擊性能好。
　　另外,本文對比了低碳鋼與低磁鋼材料抗沖擊性能。低碳鋼因