調(diào)研國內(nèi)外大量研究成果,水下近場爆炸氣泡射流載荷對結(jié)構(gòu)的毀傷不容忽視,眾多學(xué)者分別采用試驗(yàn)、數(shù)值和理論解析的方法研究水下爆炸問題。由于近場爆炸試驗(yàn)面臨高破壞性、爆炸載荷的強(qiáng)非線性和高頻性等諸多困難,目前關(guān)于近場爆炸的成果相對不夠完善。如近場爆炸沖擊波載荷大小、氣泡射流載荷大小、對結(jié)構(gòu)毀傷破口和塑性區(qū)的度量方法以及復(fù)雜邊界條件多相物質(zhì)運(yùn)動(dòng)特性等問題并沒有的解決。因此,本文通過縮比雙層底模型試驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算相結(jié)合的方法,研究了水下近距離接觸爆炸氣泡射流載荷對多層板架結(jié)構(gòu)的毀傷特性,本文主要研究內(nèi)容包括以下三個(gè)方面:首先,基于沖擊波經(jīng)驗(yàn)公式及近場爆炸試驗(yàn)分別驗(yàn)證了數(shù)值算法的有效性,建立固支背空加筋方板模型,模擬水下爆炸沖擊波對板架結(jié)構(gòu)的毀傷過程,總結(jié)了幾種常見毀傷模式以及通過面積等效的方法計(jì)算破口半徑,并通過大量數(shù)值計(jì)算總結(jié)爆距、藥量、板厚和材料等工況參數(shù)與結(jié)構(gòu)毀傷破口半徑的變化規(guī)律,得到破口估算公式,通過該公式結(jié)合工程實(shí)際對實(shí)船水下近距離接觸爆炸破口進(jìn)行預(yù)報(bào)。其次,通過數(shù)值和模型試驗(yàn)的手段,研究了近自由面水下接觸爆炸雙層底模型各層板毀傷特性、空艙內(nèi)部壓力特性以及多相物質(zhì)運(yùn)動(dòng)特性。根據(jù)試驗(yàn)和數(shù)... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

艦船典型花瓣開裂現(xiàn)象（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）

圖 1.2 魚雷、水雷等攻擊多艙防護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖本課題采用 LS-DYNA 中的任意歐拉-拉格朗日算法（ALE，Arbitrary Lagrian），進(jìn)行水下近場爆炸載荷、物質(zhì)運(yùn)動(dòng)特性、結(jié)構(gòu)毀傷研究。ALE 算法的有歐拉網(wǎng)格和拉格朗日網(wǎng)格的優(yōu)點(diǎn)，網(wǎng)格可以隨物質(zhì)沿任意方向一起運(yùn)動(dòng)，間位置固定不動(dòng)[3]。ALE 算法可以直接求解質(zhì)量守恒、動(dòng)量守恒和能量守恒程，能夠解決多物質(zhì)運(yùn)動(dòng)、界面捕捉、結(jié)構(gòu)大變形及流固耦合等非線性動(dòng)力學(xué)較好的模擬近場爆炸結(jié)構(gòu)毀傷變形和氣泡運(yùn)動(dòng)特性。水下近場爆炸載荷及結(jié)構(gòu)毀傷研究現(xiàn)狀目前，對于水下接觸、近場和遠(yuǎn)場爆炸分類尚未達(dá)成共識，國內(nèi)外的一些學(xué)度對其進(jìn)行分類：如爆距與 TNT 藥包半徑之比、爆距與自由場中氣泡最大結(jié)構(gòu)響應(yīng)和破壞特征（如彈塑性變形、塑性大變形、破口破壞等）[4]等。近近場接觸爆炸領(lǐng)域主要通過理論研究（解析解）、實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值方法進(jìn)行一研究。理論研究主要基于一定的簡化和假設(shè)條件，求解結(jié)構(gòu)響應(yīng)的解析解，

哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文，此外，實(shí)驗(yàn)通常能夠給研究人員提供啟發(fā)和靈感，有助于引導(dǎo)其取ng 等[16]經(jīng)過多次假設(shè)試驗(yàn)，以圓臺、圓柱和球形水射流沖擊平板，得發(fā)現(xiàn)射流最大壓力發(fā)生在射流中心處，且最大壓力均在 cV量級上一種用于測定高速射流沖擊下瞬態(tài)壓力分布的傳感器技術(shù)，以平均速 0.1m 的高速水柱沖擊該傳感器，結(jié)果顯示最大壓力發(fā)生在撞擊區(qū)r[18]在爆炸水池中分別進(jìn)行了 10g、35g、55gTNT 當(dāng)量試驗(yàn)，研究了氣和彈塑性結(jié)構(gòu)附近運(yùn)動(dòng)特性，并通過邊界元法計(jì)算了氣泡半徑、周期試驗(yàn)結(jié)果吻合良好；漫等[19]分別通過實(shí)驗(yàn)和數(shù)值手段研究了不同初始條件、壁面條件下氣圖 1.2 所示。


本文編號：2990271