近些年,計算機技術(shù)的發(fā)展帶動了武器的制導(dǎo)精度,使得艦船在執(zhí)行任務(wù)過程中受到攻擊的風(fēng)險日益增大。為了應(yīng)對艦船遭受武器攻擊的風(fēng)險,提高艦船的防護性能顯得尤為重要,艦船防護性能的提高不僅保障了艦隊的綜合作戰(zhàn)能力,還在一定程度上提高了艦船的生命力,因此不斷創(chuàng)新發(fā)展新型的艦船防護結(jié)構(gòu)已成為各國的共識。本文根據(jù)水下爆炸載荷的特點,以水面艦船舷側(cè)防護結(jié)構(gòu)作為研究對象,對水下接觸爆炸的現(xiàn)象進行數(shù)值模擬研究,在此基礎(chǔ)上對復(fù)合材料多層防護結(jié)構(gòu)在爆炸沖擊作用下的局部破壞損傷特性進行分析,并選取了在不同結(jié)構(gòu)參數(shù)條件下,復(fù)合材料防護結(jié)構(gòu)的抗爆性能優(yōu)劣。具體研究內(nèi)容如下:(1)采用LS-DYNA中的ALE流固耦合數(shù)值算法,對多層艦船防護結(jié)構(gòu)在遭受接觸爆炸作用下的破壞情況進行分析,提出了考慮流固耦合界面的三艙室結(jié)構(gòu)在爆炸作用下的動態(tài)響應(yīng)的數(shù)值計算方法,并與試驗和理論的結(jié)果進行比較,吻合較好。在此基礎(chǔ)上,分析了鋼板的塑性區(qū)的范圍、壓力時程曲線等動態(tài)參數(shù)。(2)為了研究復(fù)合材料艦船防護結(jié)構(gòu)的抗爆性能,建立鋼板-氧化鋁陶瓷-鋼板層合板(SPS)的艦船多層防護結(jié)構(gòu)的有限元模型,從結(jié)構(gòu)破口大小、損傷變形、應(yīng)力、位移和結(jié)構(gòu)吸能...

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 艦船結(jié)構(gòu)抗爆響應(yīng)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 復(fù)合材料抗沖擊研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要工作
第2章 爆炸沖擊基本理論
    2.1 引言
    2.2 爆炸的基本概念與理論
        2.2.1 凝聚炸藥的爆轟過程
        2.2.2 爆轟波的CJ理論及爆轟產(chǎn)物的狀態(tài)方程
        2.2.3 爆轟波的傳播
        2.2.4 爆轟波對結(jié)構(gòu)的影響
    2.3 水下爆炸理論
        2.3.1 水下爆炸載荷的分類
        2.3.2 水中沖擊波的初始參數(shù)
        2.3.3 水中沖擊波的基本方程
        2.3.4 水下爆炸壓力峰值的經(jīng)驗公式
    2.4 接觸爆炸
    2.5 本章小結(jié)
第3章 艦船防護結(jié)構(gòu)在水下爆炸作用下的破壞研究
    3.1 引言
    3.2 流固耦合數(shù)值計算方法
        3.2.1 有限元軟件LS-DYNA
        3.2.2 LS-DYNA的算法
    3.3 板殼結(jié)構(gòu)破損分析
        3.3.1 花瓣開裂前后的能量分析
        3.3.2 破口半徑的確定
    3.4 水下接觸爆炸載荷作用下艦船防護結(jié)構(gòu)破壞研究
        3.4.1 試驗?zāi)Ｐ徒榻B
        3.4.2 有限元模型
        3.4.3 材料參數(shù)選取
        3.4.4 破壞準(zhǔn)則
    3.5 仿真結(jié)果分析
        3.5.1 破口分析
        3.5.2 塑性區(qū)分析
        3.5.3 壓力時間曲線
    3.6 本章小結(jié)
第4章 水下爆炸載荷作用下夾層板防護結(jié)構(gòu)的響應(yīng)分析
    4.1 引言
    4.2 SPS結(jié)構(gòu)在爆炸作用下數(shù)值模型化技術(shù)研究
        4.2.1 建模方式
        4.2.2 接觸定義
    4.3 SPS結(jié)構(gòu)面板及夾芯層材料介紹
        4.3.1 計算模型的選擇
        4.3.2 材料參數(shù)的選擇
        4.3.3 陶瓷材料計算模型驗證
    4.4 水下接觸爆炸作用下夾層板防護結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬
        4.4.1 有限元模型
        4.4.2 夾層板防護結(jié)構(gòu)計算結(jié)果及分析
    4.5 夾層板與傳統(tǒng)鋼板防護結(jié)構(gòu)性能比較
    4.6 本章小結(jié)
第5章 復(fù)合材料艦船防護結(jié)構(gòu)的選擇與優(yōu)化
    5.1 引言
    5.2 復(fù)合材料艦船防護結(jié)構(gòu)設(shè)計
        5.2.1 金屬/氧化鋁陶瓷復(fù)合材料的抗沖擊性能
        5.2.2 氧化鋁陶瓷/金屬復(fù)合材料的抗沖擊性能
        5.2.3 氧化鋁陶瓷/金屬復(fù)合材料與SPS防護結(jié)構(gòu)抗沖擊性能比較
    5.3 氧化鋁陶瓷/金屬復(fù)合材料抗爆性能的影響分析
        5.3.1 厚度配置對復(fù)合材料抗爆性能的影響
        5.3.2 面密度對復(fù)合材料抗爆性能的影響
    5.4 艦船防護結(jié)構(gòu)中艙室距離影響仿真分析
        5.4.1 有限元模型
        5.4.2 不同艙室距離的數(shù)值結(jié)果及分析
    5.5 復(fù)合材料在防護艙室中位置影響仿真分析
        5.5.1 有限元模型
        5.5.2 數(shù)值結(jié)果對比分析
    5.6 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
致謝



本文編號：3948546