發(fā)布時(shí)間：2017-08-26 02:39

  本文關(guān)鍵詞：艦船結(jié)構(gòu)水下近場(chǎng)爆炸響應(yīng)及剩余極限強(qiáng)度可靠性研究

  更多相關(guān)文章： 水下近場(chǎng)爆炸 沖擊波 射流 剩余強(qiáng)度 可靠性

【摘要】：現(xiàn)代艦船受到水下近距離攻擊的風(fēng)險(xiǎn)日益增加，為提高戰(zhàn)斗能力，新的結(jié)構(gòu)形式以及大尺度艦船不斷發(fā)展。水下近場(chǎng)爆炸過程載荷變化復(fù)雜，為能有效提高艦船的防護(hù)能力，水下近場(chǎng)爆炸載荷以及新型結(jié)構(gòu)形式抗爆能力的研究日益迫切。 艦船水下近場(chǎng)爆炸過程主要涉及沖擊波載荷和氣泡射流載荷。在之前的水下近場(chǎng)爆炸研究過程中，對(duì)氣泡射流載荷的考慮較少。氣泡射流沖擊在近場(chǎng)爆炸中是不可忽視的一部分。現(xiàn)階段近場(chǎng)爆炸的數(shù)值模擬一般是單獨(dú)考慮沖擊波載荷和射流載荷，，分開進(jìn)行流固耦合模擬，然后將兩部分的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行疊加，難以真實(shí)反映結(jié)構(gòu)最終的響應(yīng)結(jié)果。本文采用邊界元法對(duì)氣泡近壁脈動(dòng)情況進(jìn)行數(shù)值模擬，得到氣泡射流載荷參數(shù)。根據(jù)能量法則將復(fù)雜射流載荷簡(jiǎn)化為可以簡(jiǎn)單施加的等效射流力。開發(fā)MSC.DYTRAN子程序，在完成沖擊波模擬后通過調(diào)用子程序，實(shí)現(xiàn)射流載荷的同步添加，完成水下近場(chǎng)爆炸沖擊波-射流載荷聯(lián)合作用的數(shù)值分析過程。傳統(tǒng)艦船舷側(cè)一般采用單層殼體結(jié)構(gòu)，本文對(duì)比分析了Y型和I型雙層舷側(cè)結(jié)構(gòu)在不同爆距下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，指出Y型雙層殼體結(jié)構(gòu)的抗爆能力在相同情況下要優(yōu)于I型雙層結(jié)構(gòu)和單層殼體結(jié)構(gòu)。 對(duì)于破損后的艦船，剩余極限強(qiáng)度是考量其生存能力的重要指標(biāo)。本文采用非線性有限元法，充分考慮爆炸載荷造成的船體結(jié)構(gòu)大變形的影響，對(duì)損傷艦船進(jìn)行剩余極限強(qiáng)度分析，將爆炸沖擊數(shù)值仿真和剩余極限強(qiáng)度的計(jì)算形成一個(gè)連續(xù)的過程。艦船損傷后，在等待救援或者自救階段，由于波浪載荷、靜水載荷以及船舶本身剩余強(qiáng)度的不確定性，需要基于可靠性的方法對(duì)破損后的艦船進(jìn)行剩余強(qiáng)度的進(jìn)行研究。本文采用改進(jìn)一階二次矩法對(duì)破損艦船結(jié)構(gòu)的剩余強(qiáng)度可靠性進(jìn)行計(jì)算，通過與目標(biāo)可靠指標(biāo)的比較，證明Y型雙層殼體結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良的抗爆能力，同時(shí)本文采用的破損艦船剩余強(qiáng)度可靠性計(jì)算方法具有一定的工程實(shí)際意義。
【關(guān)鍵詞】：水下近場(chǎng)爆炸 沖擊波 射流 剩余強(qiáng)度 可靠性
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U674.70
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-10
• 目錄10-13
• 第一章 緒論13-22
• 1.1 研究目的與意義13-14
• 1.2 水下近場(chǎng)爆炸載荷研究概況14-17
• 1.2.1 水下近場(chǎng)爆炸14-15
• 1.2.2 沖擊波載荷15
• 1.2.3 氣泡載荷15-17
• 1.3 艦船剩余強(qiáng)度可靠性研究概況17-20
• 1.3.1 艦船剩余強(qiáng)度分析17-19
• 1.3.2 艦船剩余強(qiáng)度可靠性方法分析19-20
• 1.4 本文主要工作20-22
• 第二章 爆炸載荷計(jì)算方法22-40
• 2.1 水下近場(chǎng)爆炸流固耦合方法22-28
• 2.1.1 歐拉有限體積法22-24
• 2.1.2 拉格朗日求解器24-25
• 2.1.3 流固耦合算法原理25-28
• 2.1.4 接觸算法基本原理28
• 2.2 氣泡射流載荷數(shù)值模擬28-36
• 2.2.1 氣泡初始條件29-31
• 2.2.2 邊界元法31-32
• 2.2.3 氣泡軸對(duì)稱模型32-35
• 2.2.4 計(jì)算流程35-36
• 2.3 近壁氣泡射流參數(shù)36-39
• 2.4 本章小結(jié)39-40
• 第三章 水下近場(chǎng)爆炸舷側(cè)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)40-62
• 3.1 雙層殼體艦船結(jié)構(gòu)有限元模型40-43
• 3.1.1 艦船結(jié)構(gòu)計(jì)算模型40-42
• 3.1.2 材料模型42-43
• 3.2 艦船結(jié)構(gòu)在沖擊波作用下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)43-50
• 3.2.1 沖擊波載荷流固耦合模型43-44
• 3.2.2 沖擊波數(shù)值模擬結(jié)果與經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)比44-47
• 3.2.3 計(jì)算結(jié)果分析47-50
• 3.3 氣泡射流載荷作用下結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析50-53
• 3.3.1 射流作用流固耦合模型50-51
• 3.3.2 結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析51-53
• 3.4 沖擊波-射流全過程流固耦合模擬53-60
• 3.4.1 等效射流載荷的確定53-57
• 3.4.2 完整流固耦合結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)57-60
• 3.5 爆點(diǎn)位置對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的影響60-61
• 3.6 本章小結(jié)61-62
• 第四章 破損結(jié)構(gòu)的剩余強(qiáng)度分析62-77
• 4.1 剩余強(qiáng)度研究方法及統(tǒng)計(jì)特性計(jì)算62-64
• 4.1.1 剩余強(qiáng)度計(jì)算方法62-64
• 4.1.2 Rosenblueth 法計(jì)算統(tǒng)計(jì)特性64
• 4.2 完整艙段結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度計(jì)算64-70
• 4.2.1 極限強(qiáng)度計(jì)算模型65-67
• 4.2.2 極限強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果及統(tǒng)計(jì)特性67-70
• 4.3 破損結(jié)構(gòu)剩余強(qiáng)度計(jì)算70-76
• 4.3.1 剩余強(qiáng)度計(jì)算模型70-72
• 4.3.2 剩余強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果72-76
• 4.4 結(jié)構(gòu)毀傷對(duì)極限強(qiáng)度的影響76
• 4.5 本章小結(jié)76-77
• 第五章 基于可靠性的剩余強(qiáng)度分析77-91
• 5.1 可靠性計(jì)算方法77-79
• 5.2 艦船波浪載荷計(jì)算79-84
• 5.2.1 波浪載荷的計(jì)算方法79-80
• 5.2.2 艦船波浪載荷統(tǒng)計(jì)參數(shù)80-84
• 5.3 艦船靜水載荷計(jì)算84-86
• 5.3.1 靜水載荷計(jì)算方法84-85
• 5.3.2 艦船靜水載荷計(jì)算結(jié)果85-86
• 5.4 剩余強(qiáng)度可靠性分析86-90
• 5.4.1 艦船剩余強(qiáng)度可靠性計(jì)算86-89
• 5.4.2 可靠性計(jì)算結(jié)果89-90
• 5.5 本章小結(jié)90-91
• 第六章 總結(jié)與展望91-93
• 6.1 本文研究工作總結(jié)91-92
• 6.2 工作展望92-93
• 參考文獻(xiàn)93-99
• 致謝99-101
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況101

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：739203