發(fā)布時(shí)間：2017-03-31 16:09

  本文關(guān)鍵詞：水下爆炸載荷作用下的船體總強(qiáng)度計(jì)算方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文考慮艦船在實(shí)際海況中航行遭受非接觸水下爆炸載荷作用，考慮了氣泡脈動(dòng)載荷和波浪載荷相互作用下對(duì)船體總體響應(yīng)的影響，本研究旨在研究包括靜水彎矩和波浪彎矩以及氣泡脈動(dòng)壓力等在內(nèi)的外載荷作用下的水面艦船船體的總強(qiáng)度問(wèn)題。 首先，應(yīng)用聲固耦合法對(duì)艦船幾種典型的水下爆炸模型進(jìn)行了計(jì)算和分析，總結(jié)和分析了采用聲固耦合法進(jìn)行水下爆炸數(shù)值模擬分析時(shí)應(yīng)注意的方法和技巧，并把計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析。 其次，在研究將艦船的總縱彎曲時(shí)，本文將各站所受外力轉(zhuǎn)化成節(jié)點(diǎn)力施加到船體上，，通過(guò)比較有限元的計(jì)算結(jié)果和理論解，表明只要施加合理的邊界條件，本文所采用的方法在工程領(lǐng)域中是可用的。 第三，數(shù)值模擬艦船受爆炸載荷作用的整個(gè)過(guò)程，通過(guò)大量的計(jì)算，分析和總結(jié)了藥包在艦船附近以不同位置、不同深度、不同裝藥量爆炸時(shí)氣泡脈動(dòng)載荷對(duì)船體總縱強(qiáng)度的影響，得出了一些有規(guī)律性的曲線；并總結(jié)出水下爆炸載荷作用下船體總強(qiáng)度的校核方法。 第四，對(duì)水面艦船的濕模態(tài)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，在計(jì)算水面艦船的濕模態(tài)時(shí)，計(jì)及艦船周圍流場(chǎng)的影響，本文應(yīng)用耦合法求解艦船的濕模態(tài)，并與傳統(tǒng)方法比較分析，分析表明：耦合法求解水面艦船的濕模態(tài)是有效的，可行的。 第五，研究了波浪載荷與水下非接觸爆炸載荷聯(lián)合作用下的水面艦艇艦體結(jié)構(gòu)沖擊安全性評(píng)估計(jì)算方法，包括確定總強(qiáng)度校核方法、安全半徑、破壞半徑的判斷標(biāo)準(zhǔn)及計(jì)算方法；并校核了典型工況下氣泡脈動(dòng)載荷以及氣泡脈動(dòng)載荷和波浪載荷聯(lián)合作用下船體的總縱強(qiáng)度，計(jì)算結(jié)果表明：校核艦船船體在氣泡脈動(dòng)載荷作用下的總縱強(qiáng)度的同時(shí)必須計(jì)入波浪載荷的影響。
【關(guān)鍵詞】：水下爆炸 氣泡脈動(dòng) 波浪 總強(qiáng)度 濕模態(tài) 聲固耦合法
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號(hào)】：U661.4
【目錄】：

• 第1章 緒論11-22
• 1.1 引言11-12
• 1.2 水下爆炸氣泡脈動(dòng)研究概述12-16
• 1.2.1 理論研究12-13
• 1.2.2 數(shù)值研究13-14
• 1.2.3 試驗(yàn)研究14-16
• 1.3 爆炸載荷作用下的船體破壞形式16-20
• 1.3.1 水中非接觸爆炸對(duì)艦船的破壞作用16-19
• 1.3.1.1 對(duì)艦體的直接沖擊波損傷17
• 1.3.1.2 對(duì)技術(shù)裝備的沖擊振動(dòng)損傷17-18
• 1.3.1.3 對(duì)人員的沖擊18-19
• 1.3.2 爆炸載荷作用下的船體響應(yīng)19-20
• 1.4 論文的主要研究?jī)?nèi)容20-22
• 第2章 聲固耦合方法在艦船水下爆炸中的應(yīng)用22-39
• 2.1 引言22
• 2.2 水下爆炸載荷的特點(diǎn)22-24
• 2.3 有限元程序之間的接口24
• 2.4 聲固耦合法模擬原理24-26
• 2.4.1 聲學(xué)載荷24-26
• 2.4.2 聲學(xué)單元26
• 2.4.3 邊界條件26
• 2.5 艦船水下爆炸模擬26-38
• 2.5.1 水面艦船水下爆炸數(shù)值模擬26-34
• 2.5.1.1 舷外流場(chǎng)大小與增加的附加質(zhì)量的關(guān)系27-28
• 2.5.1.2 網(wǎng)格劃分對(duì)有限元分析的影響28-29
• 2.5.1.3 沖擊載荷計(jì)算29-31
• 2.5.1.4 數(shù)值模擬結(jié)果31-34
• 2.5.2 水下潛艇爆炸數(shù)值模擬34-38
• 2.5.2.1 模擬進(jìn)水面潛艇爆炸時(shí)的處理方法34-36
• 2.5.2.2 模擬深水潛艇爆炸時(shí)的處理方法36-38
• 2.6 本章小結(jié)38-39
• 第3章 艦船在波浪載荷作用下的加載方式研究39-60
• 3.1 引言39
• 3.2 波浪載荷的求解39-55
• 3.2.1 傳統(tǒng)的靜波浪剪力和彎矩的計(jì)算方法39-44
• 3.2.1.1 船體梁的受力和變形特征39-42
• 3.2.1.2 載荷、剪力、彎矩的基本公式和計(jì)算的一般步驟42-44
• 3.2.2 本研究所采取的方法44-55
• 3.2.2.1 計(jì)算狀態(tài)的選取44-48
• 3.2.2.1 本艦船的重量分布48-49
• 3.2.2.1 浮力曲線49-55
• 3.3 施加邊界條件及求解55
• 3.4 波浪彎矩作用下船體總縱強(qiáng)度評(píng)估55-59
• 3.5 本章小結(jié)59-60
• 第4章 水下爆炸氣泡脈動(dòng)載荷作用下的艦船船體總體響應(yīng)研究60-80
• 4.1 引言60-61
• 4.2 氣泡脈動(dòng)壓力作用下的船體響應(yīng)61-74
• 4.2.1 有限元模型61-63
• 4.2.2 船體材料63-64
• 4.2.3 艦船爆炸動(dòng)響應(yīng)研究中常用的材料模式64-66
• 4.2.4 單元的破損準(zhǔn)則66-67
• 4.2.5 濕模態(tài)校核67-72
• 4.2.5.1 附連水法計(jì)算艦船的濕模態(tài)67-71
• 4.2.5.2 耦合法計(jì)算艦船濕模態(tài)71-72
• 4.2.6 靜水中氣泡脈動(dòng)載荷作用下船體響應(yīng)72-74
• 4.3 水下爆炸氣泡脈動(dòng)威力研究74-79
• 4.4 本章小結(jié)79-80
• 第5章 波浪載荷與水下爆炸載荷聯(lián)合作用下的船體總強(qiáng)度研究80-104
• 5.1 引言80
• 5.2 顯示有限元方法80-84
• 5.2.1 顯式時(shí)間積分81-82
• 5.2.2 顯式方法的條件穩(wěn)定性82
• 5.2.3 穩(wěn)定性限制82-83
• 5.2.4 顯式時(shí)間積分方法的優(yōu)越性83-84
• 5.3 顯式有限元法求解靜力問(wèn)題84-88
• 5.3.1 粘性壓力84-85
• 5.3.2 材料阻尼85
• 5.3.3 阻尼對(duì)平衡的影響85-88
• 5.4 波浪載荷與爆炸載荷聯(lián)合作用下的船體響應(yīng)計(jì)算方法88-92
• 5.4.1 波浪中的流場(chǎng)模型89-90
• 5.4.2 波浪載荷與氣泡載荷聯(lián)合作用下的艦船響應(yīng)90-92
• 5.5 爆炸載荷與波浪載荷聯(lián)合作用下船體總縱強(qiáng)度評(píng)估92-99
• 5.5.1 工況的選取93-94
• 5.5.2 無(wú)氣泡工況的船體總強(qiáng)度評(píng)估94-96
• 5.5.3 氣泡脈動(dòng)工況的船體總強(qiáng)度評(píng)估96-99
• 5.6 水面艦船安全半徑確定方法99-103
• 5.7 本章小結(jié)103-104
• 結(jié)論104-106
• 參考文獻(xiàn)106-109
• 攻讀碩士學(xué)位期間公開發(fā)表的論文109-110
• 致謝110

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 金輝;張慶明;邵宗戰(zhàn);馬曉蕾;張阿漫;;沖擊載荷下船舶設(shè)備與船體結(jié)構(gòu)一體化動(dòng)響應(yīng)研究[J];北京理工大學(xué)學(xué)報(bào);2010年02期

2 姚熊亮;于秀波;龐福振;劉慶杰;;敷設(shè)聲學(xué)覆蓋層的板架結(jié)構(gòu)抗沖擊性能數(shù)值計(jì)算研究[J];工程力學(xué);2007年11期

3 王樹樂(lè);宗智;陳高杰;程素秋;;基于高性能計(jì)算的水下爆炸數(shù)值仿真[J];艦船科學(xué)技術(shù);2012年09期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 許斐;鋁合金艇在水下沖擊波作用下動(dòng)態(tài)響應(yīng)的數(shù)值研究[D];大連理工大學(xué);2010年

2 蘇羅青;艦船總體與局部強(qiáng)度水下爆炸實(shí)驗(yàn)方案研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

3 朱楓;水下爆炸氣泡脈動(dòng)與近邊界射流特性研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

4 郝威巍;水下氣泡潰滅動(dòng)力學(xué)過(guò)程的數(shù)值研究[D];大連理工大學(xué);2009年

5 胡競(jìng)中;沖擊環(huán)境下船舶大型設(shè)備與船體結(jié)構(gòu)一體化耦合動(dòng)響應(yīng)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

6 彭溢;爆炸載荷作用下艦船剩余強(qiáng)度評(píng)估方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

7 白兆宏;艦船遠(yuǎn)場(chǎng)水下爆炸沖擊環(huán)境的建模方法[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：水下爆炸載荷作用下的船體總強(qiáng)度計(jì)算方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：279812