空爆載荷下夾層板損傷機理研究.pdf

1、現(xiàn)代空中反艦武器對船舶水線以上部分構(gòu)成了威脅,設計抗爆性能優(yōu)良的結(jié)構(gòu)對于提高船舶生命力有著重要意義。夾層板具有優(yōu)越的力學性能,在船舶結(jié)構(gòu)設計中具有廣闊的應用前景。
　　本文在研究空爆載荷下結(jié)構(gòu)響應數(shù)值模型化技術(shù)的基礎上,利用非線性有限元軟件MSC.Dytran研究了空爆載荷下U型、V型折疊式夾層板的損傷性能,并與加筋板結(jié)構(gòu)進行對比。隨后通過正交試驗方法分析了結(jié)構(gòu)參數(shù)對夾層板抗爆防護性能的影響。最后將夾層板應用于船舶上層建筑艙室,分

2、析其靜強度,并對空爆載荷下艙室抗爆防護性能進行評估。主要結(jié)論如下:
　　(1)利用有限元分析技術(shù)成功解決了空爆載荷下結(jié)構(gòu)響應計算問題。方板結(jié)構(gòu)在空爆載荷下的響應位移與理論值及實驗值比較吻合。
　　(2)夾層板的抗爆性能優(yōu)于加筋板。與加筋板相比,夾層板的傷變形模式不同,夾芯結(jié)構(gòu)易于壓皺,吸能效率高,對傳遞給上面板的載荷起到緩沖作用,使上面板變形更小,速度、加速度降低,吸能小于加筋板平板。
　　(3)沖擊因子越大,加筋板與

3、兩種夾層板的耦合力差距越大。不同沖擊因子下夾層板上面板吸能都比加筋板平板少。夾層板及加筋板產(chǎn)生的位移、速度、加速度都隨著沖擊因子的增大而增大,加筋板平板上述三個指標增量比兩種夾層板上面板相應指標增量大,比兩種夾層板下面板相應指標增量小。
　　(4)通過正交試驗設計方法得到結(jié)構(gòu)參數(shù)對 U型夾層板綜合防護性能影響的主次順序為:夾芯角度,上面板厚度,夾芯壁厚度,下面板厚度;對V型夾層板綜合防護性能影響的主次順序為:夾芯壁厚度,夾芯角度,

4、上面板厚度,下面板厚度;經(jīng)驗證尺寸優(yōu)化后的夾層板綜合防護性能有明顯提高。
　　(5)夾層板艙室結(jié)構(gòu)靜強度性能優(yōu)于傳統(tǒng)艙室:與傳統(tǒng)艙室相比夾層板圍壁處變形、應力下降幅度較大,與夾層板圍壁相交構(gòu)件變形、應力也有所降低。經(jīng)分析夾芯結(jié)構(gòu)發(fā)揮了重要作用。
　　(6)夾層板艙室的抗爆防護性能優(yōu)于傳統(tǒng)艙室:夾層板艙室右舷側(cè)壁上面板變形、速度、加速度小于下面板及傳統(tǒng)艙室右舷側(cè)壁板,夾層板通過犧牲夾芯來吸能,起到保護艙室側(cè)壁上面板的作用,這有