發(fā)布時(shí)間：2017-08-18 02:20

  本文關(guān)鍵詞：高速破片侵徹作用下艦船艙壁結(jié)構(gòu)型式及動(dòng)態(tài)響應(yīng)研究

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【摘要】：當(dāng)今世界的歷次海戰(zhàn)中，艦船是主要的受攻擊對(duì)象，半穿甲型反艦導(dǎo)彈能夠輕易穿透舷側(cè)板架在艙內(nèi)爆炸，產(chǎn)生沖擊波和高速破片，造成艦船的嚴(yán)重毀傷。艙壁結(jié)構(gòu)因其在船體中的突出位置，是艦船的主要防護(hù)結(jié)構(gòu)，其抗沖擊能力對(duì)艦船生命力至關(guān)重要，因此，研究艦船艙壁結(jié)構(gòu)在高速破片侵徹載荷下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)以及防護(hù)性能，對(duì)改善艦船的抗侵徹能力和艦船生命力有著重要的工程意義，可為新型艙壁結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考。 本文在分析破片侵徹靶板理論的基礎(chǔ)上，運(yùn)用瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析軟件，展開反艦導(dǎo)彈艙內(nèi)爆炸后形成的高速破片對(duì)艙壁結(jié)構(gòu)的侵徹作用研究。首先基于反艦導(dǎo)彈的簡化模型，仿真模擬高速破片的形成和破片特性，并與經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行比較，得到破片侵徹載荷工況；然后建立破片侵徹艦船艙壁結(jié)構(gòu)的有限元技術(shù)，研究不同工況下艙壁結(jié)構(gòu)的破壞特點(diǎn)、動(dòng)態(tài)響應(yīng)和吸能特性，比較分析載荷參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)結(jié)果的影響；最后基于傳統(tǒng)艙壁結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)多種雙層艙壁結(jié)構(gòu)型式，對(duì)比分析不同艙壁結(jié)構(gòu)的抗侵徹性能，得到一種較優(yōu)的雙層艙壁結(jié)構(gòu)型式。 本文主要研究工作如下： （1）闡述了侵徹相關(guān)的理論，其中包括侵徹特性的分類以及薄靶板的侵徹原理，該原理也適用于中厚靶板，為后續(xù)高速破片侵徹艦船艙壁結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬研究提供了理論基礎(chǔ)； （2）運(yùn)用MSC.Dytran軟件對(duì)反艦導(dǎo)彈在艦船艙內(nèi)爆炸產(chǎn)生破片的整個(gè)過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，主要對(duì)破片的運(yùn)動(dòng)特性、形狀統(tǒng)計(jì)以及破片質(zhì)量的分布規(guī)律進(jìn)行了研究，建立了破片的侵徹載荷工況； （3）研究了艦船艙壁結(jié)構(gòu)在高速破片侵徹載荷作用下的有限元技術(shù)，討論了侵徹模型的建模方法以及艙壁結(jié)構(gòu)模型的簡化過程，其中包括侵徹點(diǎn)位置和艙壁結(jié)構(gòu)網(wǎng)格較優(yōu)尺寸的確定； （4）基于對(duì)高速破片侵徹艦船艙壁結(jié)構(gòu)整個(gè)過程的數(shù)值模擬，以艙壁結(jié)構(gòu)簡化模型作為研究對(duì)象，研究了不同侵徹工況以及不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下艙壁結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)結(jié)果，，其中不同侵徹工況包括破片的侵徹速度、侵徹角度、形狀以及質(zhì)量，結(jié)構(gòu)參數(shù)即為艙壁板的厚度，對(duì)艙壁結(jié)構(gòu)的破壞模式，損傷區(qū)域，變形、速度、加速度，應(yīng)力、應(yīng)變，吸能特性以及破片的剩余特性進(jìn)行了系統(tǒng)分析； （5）基于傳統(tǒng)單層艙壁結(jié)構(gòu)，初步設(shè)計(jì)了I形、V形、X形和Y形四種雙層艙壁結(jié)構(gòu)型式，分別對(duì)其在破片侵徹載荷作用下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)行了研究，并與傳統(tǒng)單層艙壁結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，主要從破片剩余速度以及艙壁結(jié)構(gòu)的吸能量兩個(gè)方面進(jìn)行，從而得到了一種較優(yōu)型式。
【關(guān)鍵詞】：艙內(nèi)爆炸 高速破片 侵徹 艦船新型艙壁結(jié)構(gòu)型式
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U661.4
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-15
• 第1章 緒論15-22
• 1.1 課題研究背景和意義15-17
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與進(jìn)展17-20
• 1.2.1 高速破片侵徹17-19
• 1.2.2 艦船新型艙壁結(jié)構(gòu)型式19-20
• 1.3 本文的研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)20-22
• 1.3.1 本文的研究內(nèi)容20-21
• 1.3.2 本文的創(chuàng)新點(diǎn)21-22
• 第2章 侵徹理論22-34
• 2.1 引言22
• 2.2 侵徹特性分類22-27
• 2.2.1 侵徹類型22-25
• 2.2.2 靶板分類25-26
• 2.2.3 靶板破壞形式26-27
• 2.2.4 彈體破壞形式27
• 2.3 薄靶板的侵徹原理27-33
• 2.3.1 薄靶板侵徹特點(diǎn)27-28
• 2.3.2 薄靶板變形理論28-29
• 2.3.3 變形彈體多階段擠鑿機(jī)理29-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第3章 高速破片侵徹的計(jì)算載荷工況研究34-52
• 3.1 引言34
• 3.2 艙內(nèi)爆炸的數(shù)值方法研究34-38
• 3.2.1 顯示時(shí)間積分法（拉格朗日方法）34-36
• 3.2.2 近似黎曼算法（歐拉方法）36-37
• 3.2.3 流—固耦合算法37-38
• 3.3 破片侵徹載荷數(shù)值模擬38-41
• 3.3.1 導(dǎo)彈有限元模型38-39
• 3.3.2 導(dǎo)彈及其內(nèi)外空氣的歐拉域模型39
• 3.3.3 材料狀態(tài)方程及參數(shù)定義39-41
• 3.4 破片特性計(jì)算結(jié)果分析41-51
• 3.4.1 破片的運(yùn)動(dòng)規(guī)律41-48
• 3.4.2 破片形狀統(tǒng)計(jì)48-50
• 3.4.3 破片質(zhì)量分布50-51
• 3.5 本章小結(jié)51-52
• 第4章 高速破片侵徹艦船艙壁結(jié)構(gòu)的有限元技術(shù)研究52-64
• 4.1 引言52
• 4.2 侵徹模型建模方法52-55
• 4.2.1 建模方式52-53
• 4.2.2 材料本構(gòu)模型53-54
• 4.2.3 計(jì)算結(jié)果分析54-55
• 4.3 艦船艙壁結(jié)構(gòu)模型簡化研究55-62
• 4.3.1 艙壁結(jié)構(gòu)有限元模型概述55-56
• 4.3.2 侵徹點(diǎn)位置確定56-58
• 4.3.3 艙壁結(jié)構(gòu)模型簡化58-61
• 4.3.4 簡化模型網(wǎng)格尺寸確定61-62
• 4.4 本章小結(jié)62-64
• 第5章 高速破片侵徹艦船艙壁結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)研究64-84
• 5.1 引言64
• 5.2 有限元模型64-65
• 5.3 計(jì)算結(jié)果分析65-72
• 5.3.1 艙壁結(jié)構(gòu)破壞模式65-66
• 5.3.2 艙壁結(jié)構(gòu)損傷區(qū)域66-67
• 5.3.3 艙壁結(jié)構(gòu)變形、速度及加速度67-70
• 5.3.4 艙壁結(jié)構(gòu)應(yīng)力及應(yīng)變70-71
• 5.3.5 艙壁結(jié)構(gòu)吸能特性71-72
• 5.3.6 破片剩余速度72
• 5.4 不同侵徹工況下艙壁結(jié)構(gòu)及破片動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析72-82
• 5.4.1 破片侵徹速度72-75
• 5.4.2 破片侵徹角度75-77
• 5.4.3 破片形狀77-79
• 5.4.4 破片質(zhì)量79-82
• 5.5 不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下艙壁結(jié)構(gòu)及破片動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析82-83
• 5.6 本章小結(jié)83-84
• 第6章 高速破片侵徹作用下艦船新型艙壁結(jié)構(gòu)型式研究84-94
• 6.1 引言84
• 6.2 艙壁結(jié)構(gòu)抗侵徹性能評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)84-85
• 6.3 新型艙壁結(jié)構(gòu)抗侵徹有限元分析85-93
• 6.3.1 新型艙壁結(jié)構(gòu)有限元模型85-88
• 6.3.2 計(jì)算結(jié)果分析88-93
• 6.4 本章小結(jié)93-94
• 結(jié)論94-97
• 1、本文主要研究工作94-95
• 2、本文主要結(jié)論95
• 3、進(jìn)一步研究工作展望95-97
• 參考文獻(xiàn)97-101
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文101-103
• 致謝103-104
• 詳細(xì)摘要104-109

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：692235