沖擊波載荷作用下艙壁結(jié)構(gòu)響應及加強措施研究.pdf

1、在現(xiàn)代海戰(zhàn)中，由于穿甲技術(shù)的迅猛發(fā)展，必然會引起穿甲導彈在艦船內(nèi)部發(fā)生爆炸。隨著爆炸當量和爆炸沖擊波持續(xù)時間的明顯增加，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)在短時間內(nèi)將承受巨大的爆炸沖擊，這對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)響應及加強措施研究，對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)艦船中的重點艙室為研究對象，對其結(jié)構(gòu)的簡化原則及建模標準化進行了研究，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艙壁結(jié)構(gòu)進行響應分析，以及響應預報并回歸經(jīng)驗公式，最后對艙壁結(jié)構(gòu)進行加強措施研究，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)值模擬計算結(jié)果與理論計算值進行比較，驗證了此數(shù)值仿真技術(shù)的可行性；
　　(2)對艙室結(jié)構(gòu)進行簡化以及建模標準化研究。在沖擊波載荷下對艙室個數(shù)以及艙壁構(gòu)件進行簡化，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，進行數(shù)值仿真分析計算，最終確定該典型艙室結(jié)構(gòu)的有限元建模標準；
　　(

4、3)沖擊波載荷下艙壁結(jié)構(gòu)的響應分析以及響應預報。對典型艦船進行重要艙室結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬研究，分析爆炸沖擊波對艙壁結(jié)構(gòu)的影響，并計算艙壁結(jié)構(gòu)在不同爆炸載荷下的結(jié)構(gòu)響應，回歸艙壁結(jié)構(gòu)響應與爆炸距離、爆炸當量之間的關(guān)系，實現(xiàn)對典型艦船艙壁結(jié)構(gòu)抗沖擊性能的快速、準確預報；
　　(4)艙壁結(jié)構(gòu)的加強措施研究。針對爆炸沖擊波對艙壁結(jié)構(gòu)的破壞特征，考慮對艙壁結(jié)構(gòu)進行局部加強，設(shè)計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)在加強措施下