本文關(guān)鍵詞：隨機爆炸載荷作用下船用加筋板動力可靠性分析

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【摘要】：現(xiàn)代海戰(zhàn),主要常規(guī)武器為魚雷、水雷等水下武器,水雷、魚雷在水下爆炸的瞬間會產(chǎn)生巨大能量,這種高溫高壓能量會迅速向外擴散,因此在爆炸點壓縮周圍水域產(chǎn)生沖擊波。雖然該爆炸不會使艦船產(chǎn)生嚴重破損,但會引起劇烈振動及較大塑性變形,導致艦船上機械設(shè)備和電子儀器損壞,失去戰(zhàn)斗力。因此,研究遠場爆炸載荷作用下結(jié)構(gòu)動力可靠性具有重要的理論價值和廣泛的應(yīng)用前景。本文主要是對隨機爆炸載荷作用下加筋板結(jié)構(gòu)響應(yīng)及其動力可靠性進行研究。在爆炸沖擊波理論的基礎(chǔ)上,將水下爆炸沖擊波的數(shù)值仿真與經(jīng)驗公式進行對比分析,并在此基礎(chǔ)上研究了數(shù)值仿真過程中網(wǎng)格尺寸對計算結(jié)果的影響,以最優(yōu)網(wǎng)格尺寸數(shù)值模擬研究水下爆炸的傳播過程,并對爆炸載荷的統(tǒng)計規(guī)律進行探討,分析隨機爆炸載荷作用下加筋板結(jié)構(gòu)的動態(tài)響應(yīng),最后對加筋板的動力可靠性進行初探,主要研究內(nèi)容如下:(1)采用LS-DYNA對水下爆炸的傳播特性進行分析,將峰值壓力與經(jīng)驗公式進行比較,兩者吻合較好,在此基礎(chǔ)上,研究了有限元模型的網(wǎng)格尺寸對沖擊波峰值壓力的影響;(2)選取炸藥密度、水密度作為隨機變量,采用蒙特卡洛結(jié)合有限元的方法,得到不同爆距,不同時刻的沖擊波峰值壓力的概率密度,并檢驗其是否服從正態(tài)分布,并采用最大熵法擬合其概率密度函數(shù),研究不同時刻爆炸載荷的統(tǒng)計規(guī)律;(3)為了研究加筋板在隨機爆炸載荷作用下的可靠性,采用解析法推導了爆炸載荷作用下薄板結(jié)構(gòu)的振動方程及其動態(tài)響應(yīng),單自由度模型的振動方程及結(jié)構(gòu)響應(yīng),以及采用等效剛度法求解加筋板在爆炸載荷作用下的振動方程,并以100kg裝藥量為例,采用一次二階矩法對薄板和加筋板結(jié)構(gòu)的可靠性進行研究。(4)采用LS-DYNA軟件對遠場水下爆炸作用下的加筋板進行數(shù)值仿真分析,得到加筋板在爆炸載荷作用下的動態(tài)響應(yīng),并與解析結(jié)果進行比較。選取彈性模量、切線模量、屈服強度、泊松比、水的密度作為隨機變量,采用蒙特卡洛方法和最大熵法得到響應(yīng)的概率分布,對結(jié)構(gòu)的動力可靠性進行初步研究。
【關(guān)鍵詞】：隨機爆炸載荷 峰值壓力 可靠性 加筋板
【學位授予單位】：江蘇科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U661.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 第1章 緒論13-19
• 1.1 研究背景和意義13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-18
• 1.2.1 水下爆炸的研究現(xiàn)狀與進展14-15
• 1.2.2 爆炸作用下加筋板的動態(tài)響應(yīng)研究現(xiàn)狀15-17
• 1.2.3 結(jié)構(gòu)可靠性研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容18-19
• 第2章 水下爆炸理論及數(shù)值仿真方法研究19-31
• 2.1 引言19
• 2.2 水下爆炸現(xiàn)象和基本原理19-23
• 2.2.1 爆轟波C-J理論19-21
• 2.2.2 沖擊波理論21-22
• 2.2.3 水下爆炸引起水介質(zhì)運動規(guī)律22-23
• 2.3 水下爆炸載荷數(shù)值模擬方法23-28
• 2.3.1 數(shù)值仿真算法23-24
• 2.3.2 狀態(tài)方程24-25
• 2.3.3 計算模型25
• 2.3.4 結(jié)果分析25-26
• 2.3.5 不同網(wǎng)格尺寸的影響26-28
• 2.4 本章小結(jié)28-31
• 第3章 水下爆炸載荷的統(tǒng)計規(guī)律研究31-47
• 3.1 引言31
• 3.2 Monte Carlo法31-33
• 3.2.1 直接蒙特卡洛法的理論基礎(chǔ)31-32
• 3.2.2 蒙特卡洛法的基本理論32-33
• 3.2.3 蒙特卡洛法的計算步驟33
• 3.3 最大熵法33-37
• 3.4 水下爆炸載荷的統(tǒng)計特性37-46
• 3.4.1 有限元模型的建立37
• 3.4.2 隨機變量的確定37-38
• 3.4.3 數(shù)值仿真計算結(jié)果38-39
• 3.4.4 結(jié)果統(tǒng)計分析39-46
• 3.5 本章小結(jié)46-47
• 第4章 基于解析法的爆炸作用下加筋板的可靠性分析47-63
• 4.1 引言47
• 4.2 爆炸作用下板的振動響應(yīng)47-52
• 4.2.1 平板的振動方程47-51
• 4.2.2 單自由度模型51-52
• 4.2.3 等效加筋板的振動方程52
• 4.3 計算實例52-56
• 4.4 可靠性基本理論56-58
• 4.5 解析法求解的加筋板可靠性分析58-60
• 4.5.1 應(yīng)力統(tǒng)計特性58-59
• 4.5.2 極限狀態(tài)方程59-60
• 4.5.3 加筋板的可靠度60
• 4.6 本章小結(jié)60-63
• 第5章 基于Monte Carlo的爆炸載荷作用下的加筋板可靠性直接計算63-77
• 5.1 引言63
• 5.2 爆炸作用下加筋板動態(tài)響應(yīng)分析63-74
• 5.2.1 有限元模型的建立63-64
• 5.2.2 加筋板的動態(tài)響應(yīng)64-74
• 5.3 爆炸作用下加筋板的可靠性分析74-75
• 5.4 本章小結(jié)75-77
• 總結(jié)與展望77-79
• 參考文獻79-83
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學術(shù)論文83-85
• 致謝85-87
• 附錄87-94

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