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水下爆炸沖擊波對船體結(jié)構(gòu)的損傷研究

發(fā)布時間:2017-02-23 08:23

  本文關(guān)鍵詞:水下爆炸沖擊波對船體結(jié)構(gòu)的損傷研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。


《大連理工大學(xué)》 2008年

水下爆炸沖擊波對船體結(jié)構(gòu)的損傷研究

鄭思頊  

【摘要】: 艦船在進行海戰(zhàn)過程中,常常會遭到敵方反艦武器的攻擊,使船體結(jié)構(gòu)發(fā)生損傷,輕則變形,重則破裂。與潛艇相比,水面船更容易成為攻擊的目標(biāo),因此為了提高水面船的戰(zhàn)斗力,提高其抗爆能力是一個有效的途徑。 眾所周知,炸藥在水下爆炸和在空氣中爆炸度對結(jié)構(gòu)的破壞是效果是不同的。炸藥在水中爆炸能夠產(chǎn)生沖擊波,沖擊波作用時間短,但壓力極大,往往能夠使艦船產(chǎn)生嚴(yán)重變形甚至破裂。所以研究船舶在沖擊波作用下的響應(yīng)對提高艦船的抗爆能了具有重要意義。本文就是在這樣的背景下,使用有限元軟件ABAQUS對某船進行了數(shù)值模擬計算,并與相關(guān)試驗數(shù)據(jù)進行對照,計算結(jié)果較好。 本文首先對水下爆炸的現(xiàn)象進行了學(xué)習(xí)研究,并了解了沖擊波的物理特性,在此基礎(chǔ)上,利用經(jīng)驗計算公式,對水下爆炸產(chǎn)生的壓力載荷進行了編程計算計算出了對某船數(shù)值模擬所要的沖擊波載荷數(shù)據(jù)。 其次學(xué)習(xí)并掌握了ABAQUS計算水下爆炸的技術(shù),對一圓柱殼進行了水下爆炸沖擊波載荷作用的響應(yīng)分析,進行了空殼與注滿水兩種工況下的響應(yīng),結(jié)果表明,注入的水增強了圓柱殼在水下爆炸中響應(yīng)。 最后,參閱某船的相關(guān)圖紙,利用ANSYS軟件和HYPERMESH軟件建立了其幾何模型并劃分了網(wǎng)格,通過ABAQUS軟件計算了該船的自然頻率,驗證了所建立的有限元模型較好能夠很好的模擬實船的質(zhì)量、剛度等特征量,最后對該船進行了數(shù)值分析,結(jié)果與實驗值擬和較好。

【關(guān)鍵詞】:
【學(xué)位授予單位】:大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2008
【分類號】:U661.4
【目錄】:

  • 摘要4-5
  • Abstract5-8
  • 1 緒論8-21
  • 1.1 研究的目的和意義8-9
  • 1.2 國內(nèi)外已取得成果與現(xiàn)狀9-19
  • 1.2.1 非接觸水下爆炸載荷以及傳遞研究概述10-13
  • 1.2.2 非接觸水下爆炸作用下的動響應(yīng)概述13-16
  • 1.2.3 非接觸水下爆炸流固耦合動力學(xué)概述16-17
  • 1.2.4 非接觸水下爆炸數(shù)值計算研究概述17-19
  • 1.3 本文的研究方法及內(nèi)容19-21
  • 2 水下爆炸基本理論21-30
  • 2.1 水下爆炸的現(xiàn)象特點21-23
  • 2.2 水下爆炸沖擊載荷的計算23-26
  • 2.3 氣泡的運動及產(chǎn)生的壓力26-28
  • 2.4 自由表面和底部的影響28
  • 2.5 經(jīng)驗公式的算例28-29
  • 2.6 本章小結(jié)29-30
  • 3 ABAQUS軟件介紹及其在水下爆炸方面的處理能力30-39
  • 3.1 ABAQUS軟件簡介30-31
  • 3.2 ABAQUS軟件計算水下爆炸問題的理論基礎(chǔ)31-38
  • 3.2.1 水介質(zhì)的基本方程31-35
  • 3.2.2 離散化的流-固耦合方程35-37
  • 3.2.3 爆炸載荷的處理37-38
  • 3.3 本章小結(jié)38-39
  • 4 水下爆炸沖擊波作用下圓柱殼注水與否的動態(tài)響應(yīng)研究39-49
  • 4.1 無水圓柱殼的水下爆炸響應(yīng)39-45
  • 4.1.1 有限元模型39-41
  • 4.1.2 計算結(jié)果與分析41-45
  • 4.2 注滿水圓柱殼的水下爆炸響應(yīng)45-47
  • 4.2.1 有限元模型45
  • 4.2.2 計算結(jié)果與分析45-47
  • 4.3 結(jié)果比較47-48
  • 4.4 本章小結(jié)48-49
  • 5 水下爆炸沖擊波對艦船結(jié)構(gòu)的損傷研究49-82
  • 5.1 計算模型簡介49-52
  • 5.2 船舶頻率計算52-57
  • 5.2.1 頻率分析基本理論53-55
  • 5.2.2 頻率計算結(jié)果55-57
  • 5.3 船舶水下爆炸響應(yīng)分析57-81
  • 5.3.1 船體的加速度響應(yīng)58-64
  • 5.3.2 船體的應(yīng)力響應(yīng)64-69
  • 5.3.3 船體的位移響應(yīng)69-75
  • 5.3.4 船體的速度響應(yīng)75-81
  • 5.4 本章小結(jié)81-82
  • 結(jié)論82-83
  • 參考文獻83-86
  • 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況86-87
  • 致謝87-88
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    2 譚海濤;受水下爆炸載荷作用的船體結(jié)構(gòu)可靠性研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

    3 賈憲振;基于通用程序的水下爆炸及其對結(jié)構(gòu)作用的數(shù)值模擬研究[D];南京理工大學(xué);2008年

    4 楊文山;水下接觸爆炸艦船局部毀傷及防護機理[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

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    6 劉建湖;艦船非接觸水下爆炸動力學(xué)的理論與應(yīng)用[D];中國船舶科學(xué)研究中心;2002年

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    8 張阿漫;水下爆炸氣泡三維動態(tài)特性研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2007年

    9 顧永玉;金屬板料激光沖擊成形的理論研究[D];江蘇大學(xué);2007年

    10 劉雙菊;樁—板不同連接方式沉降機理及在路基處理中的應(yīng)用研究[D];天津大學(xué);2008年

    中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

    1 鄭思頊;水下爆炸沖擊波對船體結(jié)構(gòu)的損傷研究[D];大連理工大學(xué);2008年

    2 謝暉;水下沖擊波作用下水面結(jié)構(gòu)物動態(tài)響應(yīng)研究[D];大連理工大學(xué);2010年

    3 江淼;艦船結(jié)構(gòu)水下非接觸爆炸下動力響應(yīng)研究[D];武漢理工大學(xué);2007年

    4 于海霞;鋼纖維混凝土基本性能及市政構(gòu)件應(yīng)用試驗研究[D];內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué);2006年

    5 欒心國;樁—網(wǎng)復(fù)合地基的沉降計算與有限元分析[D];大連理工大學(xué);2007年

    6 吳建強;巷道圍巖應(yīng)力測試若干問題的有限元分析[D];安徽理工大學(xué);2008年

    7 鄭洪光;扣件式鋼管腳手架穩(wěn)定極限承載能力的有限元分析[D];煙臺大學(xué);2009年

    8 張治國;轎車前部車身結(jié)構(gòu)靜態(tài)強度計算及動態(tài)分析[D];吉林大學(xué);2005年

    9 高暉;ABAQUS在軟基固結(jié)過程分析中的應(yīng)用研究[D];武漢理工大學(xué);2006年

    10 呂兆慶;地面超載作用下的基坑穩(wěn)定性研究[D];中國地震局工程力學(xué)研究所;2006年


      本文關(guān)鍵詞:水下爆炸沖擊波對船體結(jié)構(gòu)的損傷研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。



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