新型夾芯板雙層艙壁在侵徹載荷作用下的結(jié)構(gòu)動響應(yīng)研究.pdf

1、艦船是當(dāng)今海戰(zhàn)中的主要武器平臺，也是主要受攻擊的對象，且由于其目標(biāo)大，易被發(fā)現(xiàn)，在戰(zhàn)場上起著關(guān)鍵性的作用。艦船橫艙壁結(jié)構(gòu)是艦船安全性及生命力的重要保障，關(guān)系到艦船彈藥艙、安全艙和機艙等重要部位的安全，是艦船主要防護結(jié)構(gòu)。穿甲彈及半穿甲彈穿透艦船的舷側(cè)外板，在艙室內(nèi)部爆炸，產(chǎn)生大量的高速破片，并對艦船艙壁等結(jié)構(gòu)產(chǎn)生侵徹作用，使艦船失去戰(zhàn)斗力甚至沉沒。因此，研究艦船艙壁結(jié)構(gòu)的動態(tài)響應(yīng)和防護性能，設(shè)計抗爆抗侵徹性能優(yōu)越的新型艙壁結(jié)構(gòu)型式，對提

2、高艦船的抗爆能力和艦船生命力具有重大的現(xiàn)實意義和軍用價值。
　　本文基于破片侵徹靶板理論，結(jié)合瞬態(tài)動力學(xué)分析軟件，對破片侵徹艦船艙壁結(jié)構(gòu)動態(tài)響應(yīng)過程展開了研究。首先，對高速破片侵徹夾芯板雙層艙壁結(jié)構(gòu)過程進(jìn)行數(shù)值研究，包括艙壁結(jié)構(gòu)簡化、侵徹點位置和網(wǎng)格尺寸確定等方面的研究，得到高速破片侵徹雙層艙壁的有限元計算方法；其次，基于破片侵徹靶板理論及夾芯板可設(shè)計性強、易變形吸能及不太復(fù)雜的建造工藝性優(yōu)點，初步設(shè)計X型、Y型、圓型和混合型四種

3、夾芯板雙層艙壁，并以X型夾芯板雙層艙壁為例，研究高速破片侵徹新型夾芯板雙層艙壁結(jié)構(gòu)動態(tài)響應(yīng)。再對比研究X型、Y型、圓型和混合型四種夾芯雙層艙壁結(jié)構(gòu)抗侵徹性能，從而提出抗侵徹防護性能最優(yōu)的新型夾芯板雙層艙壁結(jié)構(gòu)；最后，對抗侵徹性能最優(yōu)的混合型夾芯雙層艙壁結(jié)構(gòu)，采用正交試驗優(yōu)化方法，對艙壁結(jié)構(gòu)的面板厚度、背板厚度、夾芯厚度和夾芯間距等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，得到抗破片侵徹性能最優(yōu)的雙層艙壁結(jié)構(gòu)參數(shù)。
　　本文主要研究內(nèi)容如下：
　　(

4、1)侵徹理論研究及其仿真方法驗證。研究穿甲及侵徹的相關(guān)理論，包括靶板及侵徹類型的分類、靶板及彈體破壞形式和薄靶板侵徹機理等，為后續(xù)高速破片侵徹新型夾芯板雙層艙壁結(jié)構(gòu)數(shù)值研究提供理論依據(jù)。
　　(2)高速破片侵徹新型夾芯板雙層艙壁結(jié)構(gòu)仿真方法研究。結(jié)合動力學(xué)軟件MSC.Dytran對高速破片侵徹典型夾芯板（I型）雙層艙壁結(jié)構(gòu)過程進(jìn)行數(shù)值模擬研究，根據(jù)艙壁結(jié)構(gòu)損傷的特點，對雙層艙壁結(jié)構(gòu)簡化處理、網(wǎng)格大小、材料模型、載荷模型和邊界條件等

5、進(jìn)行一系列研究，從而建立高速破片侵徹雙層艙壁有限元計算方法。
　　(3)高速破片侵徹新型夾芯板雙層艙壁結(jié)構(gòu)動態(tài)響應(yīng)研究。基于破片侵徹靶板理論及夾芯板可設(shè)計性強、易變形吸能及不太復(fù)雜的建造工藝性的優(yōu)點，初步設(shè)計X型、Y型、圓形和混合型四種新型夾芯板雙層艙壁，并以X型夾芯板雙層艙壁為例，研究雙層艙壁在高速破片侵徹載荷作用下的結(jié)構(gòu)動響應(yīng)過程，包括艙壁結(jié)構(gòu)速度、加速度、變形、應(yīng)力、應(yīng)變及吸能等。再對比研究這四種新型夾芯板雙層艙壁結(jié)構(gòu)的抗破