新型夾芯板雙層艙壁在侵徹載荷作用下的結構動響應研究.pdf

1、艦船是當今海戰(zhàn)中的主要武器平臺，也是主要受攻擊的對象，且由于其目標大，易被發(fā)現(xiàn)，在戰(zhàn)場上起著關鍵性的作用。艦船橫艙壁結構是艦船安全性及生命力的重要保障，關系到艦船彈藥艙、安全艙和機艙等重要部位的安全，是艦船主要防護結構。穿甲彈及半穿甲彈穿透艦船的舷側外板，在艙室內部爆炸，產(chǎn)生大量的高速破片，并對艦船艙壁等結構產(chǎn)生侵徹作用，使艦船失去戰(zhàn)斗力甚至沉沒。因此，研究艦船艙壁結構的動態(tài)響應和防護性能，設計抗爆抗侵徹性能優(yōu)越的新型艙壁結構型式，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，結合瞬態(tài)動力學分析軟件，對破片侵徹艦船艙壁結構動態(tài)響應過程展開了研究。首先，對高速破片侵徹夾芯板雙層艙壁結構過程進行數(shù)值研究，包括艙壁結構簡化、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計性強、易變形吸能及不太復雜的建造工藝性優(yōu)點，初步設計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構動態(tài)響應。再對比研究X型、Y型、圓型和混合型四種夾芯雙層艙壁結構抗侵徹性能，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構；最后，對抗侵徹性能最優(yōu)的混合型夾芯雙層艙壁結構，采用正交試驗優(yōu)化方法，對艙壁結構的面板厚度、背板厚度、夾芯厚度和夾芯間距等參數(shù)進行優(yōu)化設計，得到抗破片侵徹性能最優(yōu)的雙層艙壁結構參數(shù)。
　　本文主要研究內容如下：
　　(

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構數(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構仿真方法研究。結合動力學軟件MSC.Dytran對高速破片侵徹典型夾芯板（I型）雙層艙壁結構過程進行數(shù)值模擬研究，根據(jù)艙壁結構損傷的特點，對雙層艙壁結構簡化處理、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構動態(tài)響應研究?；谄破謴匕邪謇碚摷皧A芯板可設計性強、易變形吸能及不太復雜的建造工藝性的優(yōu)點，初步設計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構動響應過程，包括艙壁結構速度、加速度、變形、應力、應變及吸能等。再對比研究這四種新型夾芯板雙層艙壁結構的抗破