【摘要】：艦船板架是水面艦船的基本組成單元。為快速評(píng)估水面艦船在反艦導(dǎo)彈或炮彈攻擊下的生命力,須先確定艦船板架在反艦導(dǎo)彈或炮彈爆炸載荷作用下的動(dòng)態(tài)損傷特性。反艦導(dǎo)彈或炮彈爆炸主要產(chǎn)生兩種毀傷元:高速破片群和爆炸沖擊波。本文主要運(yùn)用實(shí)驗(yàn)與數(shù)值仿真方法開(kāi)展了破片與爆炸沖擊波耦合作用下艦船板架的損傷特性研究。主要研究工作及結(jié)論如下:揭示了戰(zhàn)斗部爆炸載荷的特性�；诠饣Ｗ觿�(dòng)力學(xué)(SPH)方法數(shù)值模擬了非標(biāo)準(zhǔn)圓柱形戰(zhàn)斗部殼體的膨脹破裂的過(guò)程,研究了非標(biāo)準(zhǔn)圓柱形戰(zhàn)斗部爆炸破片的速度分布規(guī)律。開(kāi)展了非標(biāo)準(zhǔn)圓柱形戰(zhàn)斗部爆炸的實(shí)驗(yàn),提出了該戰(zhàn)斗部爆炸破片的三種典型模式,驗(yàn)證了改進(jìn)的Fisher公式計(jì)算等效裸裝藥藥量的準(zhǔn)確性。開(kāi)展了兩種非標(biāo)準(zhǔn)圓柱形戰(zhàn)斗部對(duì)艦船板架的耦合毀傷效應(yīng)的實(shí)驗(yàn),提出了艦船板架在破片與爆炸沖擊波耦合作用下的兩種主要破壞模式,即模式I:花瓣彎曲破壞;模式II:拉伸斷裂破壞。研究了比例距離對(duì)不同耦合破壞模式的影響規(guī)律,并針對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒o出了不同破壞模式之間的臨界比例距離。此外,分析了花瓣大破口形成的主要原因,比較了光板和加筋板在耦合載荷作用下的損傷結(jié)果。采用耦合的SPH-FEM方法數(shù)值模擬了破片與爆炸沖擊波對(duì)艦船板架的耦合毀傷過(guò)程,揭示了耦合毀傷效應(yīng)產(chǎn)生及作用的機(jī)理。數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明,模式II還可細(xì)分為兩種,模式IIa:板邊界產(chǎn)生塑性變形,中心產(chǎn)生拉伸斷裂破壞;模式IIb:板邊界和中心均產(chǎn)生拉伸斷裂破壞。引入了無(wú)量綱沖量~*i,給出了不同耦合破壞模式之間的臨界~*i值。提出了一種解耦的方法來(lái)研究破片與爆炸沖擊波耦合作用下靶板的響應(yīng)。開(kāi)展了預(yù)制孔板在爆炸沖擊波作用下的變形的實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了數(shù)值模擬方法的準(zhǔn)確性。數(shù)值模擬了三種孔形狀的預(yù)制孔板在爆炸沖擊波作用下的變形過(guò)程,得到了預(yù)制孔形狀和面積對(duì)板中點(diǎn)撓度的影響規(guī)律。此外,結(jié)合薄板的中點(diǎn)撓度的計(jì)算公式,提出了撓度增益系數(shù)的概念,并將數(shù)值計(jì)算結(jié)果進(jìn)行擬合,建立了三種孔形狀的預(yù)制孔板的中點(diǎn)撓度的計(jì)算公式。
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U674.7
【圖文】：

圖 1-1 “謝菲爾德”號(hào)被擊中及最終損毀圖[1]目前，我國(guó)與周邊多國(guó)在海上島嶼歸屬以及海疆劃分等方面存在爭(zhēng)議，周邊熱點(diǎn)海域紛擾不斷，其中以釣魚(yú)島和南沙群島的主權(quán)歸屬問(wèn)題為甚。在西方大國(guó)的暗中操控下，我國(guó)將面臨更加復(fù)雜與嚴(yán)峻的局面。為此，我國(guó)海軍需加大海上巡邏維權(quán)和宣誓主權(quán)的力度。雖然出現(xiàn)大規(guī)模海戰(zhàn)的概率不大，但出現(xiàn)

圖 1-2 水面艦船海上維權(quán)（來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）在沖繩海戰(zhàn)中，一艘排水量只有 3200 噸的美國(guó)軍艦，被日本的 4 顆炸彈和5 架裝滿炸彈的神風(fēng)飛機(jī)擊中，卻沒(méi)有受到致命的傷害，最終順利返回了軍港；而日本花費(fèi) 6 年時(shí)間建成的“信濃”號(hào)航空母艦，排水量為 62000 噸，卻被美國(guó)潛艇發(fā)射的 4 枚魚(yú)雷擊沉。這與美國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)一直進(jìn)行艦船被動(dòng)防護(hù)結(jié)構(gòu)的研

圖 1-3 六種金屬圓柱殼試件[6] Rottenkolber[7]開(kāi)展了不同材質(zhì)的金屬帶殼裝藥的膨脹破口尺寸計(jì)算破片質(zhì)量的程序，得到了各工況下破材質(zhì)殼體形成破片的質(zhì)量分布發(fā)現(xiàn)大質(zhì)量破片并非

【參考文獻(xiàn)】

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1 毛亮;姜春蘭;王超;路偉靖;;基于改進(jìn)遺傳算法的破片殺傷戰(zhàn)斗部?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)[J];兵工學(xué)報(bào);2015年03期

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本文編號(hào)：2759226