沖擊波載荷作用下艙壁結(jié)構(gòu)響應(yīng)及加強(qiáng)措施研究.pdf

1、在現(xiàn)代海戰(zhàn)中，由于穿甲技術(shù)的迅猛發(fā)展，必然會(huì)引起穿甲導(dǎo)彈在艦船內(nèi)部發(fā)生爆炸。隨著爆炸當(dāng)量和爆炸沖擊波持續(xù)時(shí)間的明顯增加，艦船艙壁結(jié)構(gòu)所承受的爆炸沖擊載荷更為惡劣。艙壁結(jié)構(gòu)在短時(shí)間內(nèi)將承受巨大的爆炸沖擊，這對(duì)其抗爆抗沖擊能力有了更高的要求。因此，積極開展沖擊波載荷作用下艙壁結(jié)構(gòu)響應(yīng)及加強(qiáng)措施研究，對(duì)提高艦船的生命力和戰(zhàn)斗力具有重要的意義。
　　本文在爆炸沖擊波理論的基礎(chǔ)上，研究空中爆炸沖擊波的數(shù)值仿真方法，開展了數(shù)值仿真技術(shù)的研究，

2、并以我國典型作戰(zhàn)艦船中的重點(diǎn)艙室為研究對(duì)象，對(duì)其結(jié)構(gòu)的簡化原則及建模標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行了研究，獲得典型艦船的數(shù)值仿真有限元模型，再在沖擊波載荷下對(duì)艙壁結(jié)構(gòu)進(jìn)行響應(yīng)分析，以及響應(yīng)預(yù)報(bào)并回歸經(jīng)驗(yàn)公式，最后對(duì)艙壁結(jié)構(gòu)進(jìn)行加強(qiáng)措施研究，獲得抗爆抗沖擊性能更優(yōu)的艙壁結(jié)構(gòu)型式。
　　主要研究內(nèi)容如下：
　　(1)研究爆炸沖擊波理論，開展了有限元數(shù)值仿真技術(shù)的研究，并驗(yàn)證其可行性。在爆炸沖擊波理論基礎(chǔ)上，結(jié)合有限元MSC.DYTRAN基本理論，建

3、立典型的平板結(jié)構(gòu)模型，研究了空中爆炸沖擊波的數(shù)值仿真方法，開展了數(shù)值仿真技術(shù)的研究，并將數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果與理論計(jì)算值進(jìn)行比較，驗(yàn)證了此數(shù)值仿真技術(shù)的可行性；
　　(2)對(duì)艙室結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化以及建模標(biāo)準(zhǔn)化研究。在沖擊波載荷下對(duì)艙室個(gè)數(shù)以及艙壁構(gòu)件進(jìn)行簡化，確定簡化的有限元模型。在此簡化模型的基礎(chǔ)上，分別對(duì)歐拉網(wǎng)格大小、邊界條件、耦合面大小、耦合方法、求解方法，進(jìn)行數(shù)值仿真分析計(jì)算，最終確定該典型艙室結(jié)構(gòu)的有限元建模標(biāo)準(zhǔn)；
　　(

4、3)沖擊波載荷下艙壁結(jié)構(gòu)的響應(yīng)分析以及響應(yīng)預(yù)報(bào)。對(duì)典型艦船進(jìn)行重要艙室結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬研究，分析爆炸沖擊波對(duì)艙壁結(jié)構(gòu)的影響，并計(jì)算艙壁結(jié)構(gòu)在不同爆炸載荷下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)，回歸艙壁結(jié)構(gòu)響應(yīng)與爆炸距離、爆炸當(dāng)量之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)典型艦船艙壁結(jié)構(gòu)抗沖擊性能的快速、準(zhǔn)確預(yù)報(bào)；
　　(4)艙壁結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)措施研究。針對(duì)爆炸沖擊波對(duì)艙壁結(jié)構(gòu)的破壞特征，考慮對(duì)艙壁結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部加強(qiáng)，設(shè)計(jì)三種新型單層艙壁結(jié)構(gòu)型式，結(jié)合數(shù)值仿真技術(shù)，比較艙壁結(jié)構(gòu)在加強(qiáng)措施下