大型水面艦艇舷側(cè)板架結(jié)構(gòu)穿甲過程數(shù)值計算研究.pdf

1、大型水面艦艇舷側(cè)作為防御反艦導彈等武器的主要屏障，對大型水面艦艇的生命力起著重要的作用。而舷側(cè)板架結(jié)構(gòu)作為艦艇的第一道防護結(jié)構(gòu)對限制半穿甲戰(zhàn)斗部的深入起到重要作用。由于要保證艦艇其它方面的性能，所以艦艇不能像陸地坦克那樣裝上厚重的裝甲。為了使得艦艇舷側(cè)板架結(jié)構(gòu)在質(zhì)量一定的情況下最大限度地降低導彈的剩余速度以達到保護其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的目的，合理的安排板、梁質(zhì)量以及梁間距可以成為一種好的防護方式。因此對板架結(jié)構(gòu)的穿甲過程進行研究具有重要的意義。

2、 本文首先開展了薄板的穿甲數(shù)值計算研究，并將數(shù)值計算結(jié)果與文獻實驗結(jié)果進行對比，驗證了運用有限元程序AUTODYN數(shù)值模擬彈體穿甲過程的可靠性。對不同入射角不同初始速度下截錐形彈體穿甲薄板進行了數(shù)值模擬，分析了截錐形彈體不同入射角度沖擊下薄板的主要破壞模式，以及入射角度對靶板吸能和彈體剩余速度的影響。提出了梨形孔的破壞模式和彈體在靶板上滑移、回彈的概念。并將不同入射角度不同初始速度下的彈體剩余速度擬合成曲線，得到彈道極限速度和剩余

3、速度公式。彈體正穿甲和斜穿甲后的剩余速度相差不大。 針對截錐形彈體斜穿甲薄板的破壞模式，結(jié)合已有的理論成果，提出了一種斜穿甲的花瓣型破壞模式，并以能量守恒原理為基礎推導了擴孔耗能公式、剩余速度公式和彈道極限速度公式。通過對比分析不同入射角度不同初始速度的剩余速度，數(shù)值計算結(jié)果和公式計算結(jié)果比較吻合。 依據(jù)水面艦艇典型的舷側(cè)板架結(jié)構(gòu)，設計了不同板厚、不同加筋的32種板架結(jié)構(gòu)形式。并根據(jù)世界上先進的反艦武器的基本參數(shù)設計了彈

4、體模型。針對四種典型的撞擊位置進行了穿甲過程的數(shù)值模擬，數(shù)值計算結(jié)果表明加筋的存在提高了靶板的整體剛度，同時也改變了靶板的破壞模式。不同撞擊位置，橫筋的大小、縱筋的大小及間距對板架結(jié)構(gòu)的吸能影響不一樣。橫筋的大小僅對撞擊點在縱筋與橫筋交匯處、僅橫筋處時對靶板吸能效果有影響，且板體厚度越小時影響越大?？傮w而言縱筋間距和大小的改變對板架結(jié)構(gòu)形式的吸能效果影響不大。而對同質(zhì)量不同大小和不同布置縱筋的板架結(jié)構(gòu)當撞擊點在橫筋和縱筋交匯處和僅縱筋處