在近年來世界海洋資源和海洋領(lǐng)土爭端日益頻繁以及各種反艦艇武器制導(dǎo)技術(shù)日益成熟的情況下,潛艇結(jié)構(gòu)受到魚雷等大當(dāng)量水下武器攻擊的概率越來越大,因此潛艇遭受水下爆炸攻擊時(shí)的沖擊環(huán)境特性以及在受到水下爆炸沖擊后結(jié)構(gòu)的極限承載能力值得重點(diǎn)關(guān)注。本文在總結(jié)了水下爆炸基本特性的基礎(chǔ)上,建立了若干加筋圓柱殼結(jié)構(gòu)模型,對其遭受水下爆炸的載荷、動響應(yīng)、沖擊環(huán)境以及毀傷特性進(jìn)行了研究,對提高潛艇的抗沖擊技術(shù)有參考價(jià)值,同時(shí)考慮到圓柱殼所處環(huán)境完全處于水面以下,因此其抗沖擊能力分析離不開其對靜水壓力的承載能力,本文還將著重分析圓柱殼結(jié)構(gòu)受到水下爆炸作用后,結(jié)構(gòu)塑性損傷對其受到徑向加載時(shí)的極限承載能力的影響,旨在為潛艇水下爆炸抗沖擊設(shè)計(jì)提供參考。首先,進(jìn)行潛艇的沖擊環(huán)境分析。潛艇的沖擊環(huán)境直接影響到艇上人員的安全和設(shè)備的使用性能。在戰(zhàn)時(shí),惡劣的沖擊環(huán)境會使?jié)撏?zhàn)斗力。因此,潛艇沖擊環(huán)境是潛艇生命力的重要評估對象。本文用單層圓柱殼模擬潛艇艙段,研究圓柱殼艙段在水下爆炸作用下的沖擊環(huán)境特性。采用圓柱殼殼體設(shè)備一體化建模,在圓柱殼的短艙段和長艙段以及長艙段中的工作平臺上設(shè)置考察點(diǎn),采用ABAQUS有限元軟件的聲固耦合法計(jì)算出沖擊因子為1.0的工況下考察點(diǎn)的沖擊譜值。結(jié)果表明:圓柱殼長艙段的沖擊動態(tài)響應(yīng)相比短艙段要更劇烈,沖擊環(huán)境特征與安裝形式息息相關(guān),平臺端部的沖擊環(huán)境要比中部惡劣,能夠?yàn)闈撏У目箾_擊設(shè)計(jì)提供參考。然后,考慮到潛艇完全處于水下的作戰(zhàn)環(huán)境,屬于徑向加載方式的靜水壓力對其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度產(chǎn)生很大影響,因此,本文針對此種情況,著重探討了加筋圓柱殼結(jié)構(gòu)受到水下爆炸沖擊波作用后,結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的塑性損傷對于徑向加載時(shí)的外殼的極限承載能力的影響。首先,運(yùn)用ABAQUS有限元軟件分別對原始的完整模型以及開孔圓柱殼模型進(jìn)行線性屈曲分析,將線性屈曲分析的結(jié)果作為初始缺陷加入到模型當(dāng)中,然后進(jìn)行非線性屈曲分析。其中,對于開孔圓柱殼結(jié)構(gòu),經(jīng)對比發(fā)現(xiàn),孔徑越大,結(jié)構(gòu)的極限承載能力越弱,且對于RIKS法有一個(gè)臨界值,建議孔徑不要超過臨界值。最后,探究了不同沖擊因子造成的沖擊損傷對于圓柱殼的極限承載力的影響,將水下爆炸沖擊波對結(jié)構(gòu)造成的塑性損傷作為結(jié)構(gòu)的初始缺陷用于非線性屈曲分析中。經(jīng)對比發(fā)現(xiàn)沖擊因子越大,水下爆炸沖擊波對結(jié)構(gòu)造成的的沖擊損傷越嚴(yán)重,結(jié)構(gòu)的塑性形變越大,因而導(dǎo)致其極限承載能力越差。并且將受到水下爆炸作用下的圓柱殼與未收到?jīng)_擊的原始模型進(jìn)行對比,發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的極限載荷明顯減小,說明水下爆炸對于結(jié)構(gòu)的極限承載能力由很大的影響。最后,圓柱殼作為潛艇的典型結(jié)構(gòu)形式,其艙段截?cái)嚅L度影響著模擬計(jì)算的精度以及分析的準(zhǔn)確性,因此需要探究一個(gè)能同時(shí)平衡精度與效率的等效模型。圓柱殼結(jié)構(gòu)形式簡單的特點(diǎn),模型之間更多的是長度、直徑以及加強(qiáng)筋尺寸的區(qū)別。因此在圓柱殼結(jié)構(gòu)的抗沖擊計(jì)算分析中,使用局部艙段模型等效代替總體模型進(jìn)行計(jì)算分析的可行性是一個(gè)十分值得深入探究的課題。本文對此種替代的有效性進(jìn)行了探究,通過設(shè)置三種不同長度的圓柱殼艙段模型,分析其在相同藥量,五種不同爆距下的相同位置的結(jié)構(gòu)響應(yīng)之間的誤差,認(rèn)為當(dāng)誤差小于工程誤差許可范圍時(shí),得到一個(gè)能夠等效替代整體模型進(jìn)行計(jì)算的艙段截?cái)嚅L度取值范圍。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：U661.4;U674.76
【部分圖文】：

生命力的重在設(shè)備抗沖擊播示意圖1.1艇抗沖擊研尤其是諸如實(shí)擊設(shè)計(jì)計(jì)算理及經(jīng)驗(yàn)公式環(huán)境直接影遭到破壞，艦第 1導(dǎo)彈等現(xiàn)代甚至?xí){所關(guān)注的重強(qiáng)度和承載體結(jié)構(gòu)構(gòu)成有研究表明為提高艦艇科研設(shè)計(jì)單艇在水下爆要指標(biāo)，如擊設(shè)計(jì)乃至1如所示。圖 1.1究起步較晚實(shí)船爆炸這理論方面的進(jìn)行預(yù)報(bào)，響到人員的艦艇失去戰(zhàn)第 1 章 緒論1章 緒代武器的威脅脅到艇內(nèi)作重要問題，如載能力等，成威脅，對艇明，艇載設(shè)備艇整體抗沖單位的關(guān)注爆炸沖擊作用如果對沖擊環(huán)至提高艦艇潛艇設(shè)備晚

進(jìn)展.3譜跌效應(yīng)應(yīng)[39]

楊屈驗(yàn)主要是其中大質(zhì)向速度的表 2長度寬度高度密度楊氏模量泊松比屈服應(yīng)力是測量不同質(zhì)量設(shè)備為的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).1 浮動沖擊浮HY的藥包深度16240kg、與有限元計(jì)擊平臺尺寸浮動沖擊平臺Y-80 高強(qiáng)度度下沖擊浮藥包深度分計(jì)算結(jié)果進(jìn)寸和 HY-80臺度鋼浮動平臺中的分別為 6m進(jìn)行比較。其材料性質(zhì)4.88m8.53m3.35m7828 kg /m72 10Pa0.28285.52 10P的不同質(zhì)量和 9m 時(shí)不其工況示意3aPa量設(shè)備的不同爆距意圖如圖
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2860921