隨著反魚雷武器的研發(fā)和升級,魚雷在海戰(zhàn)中的作用受到了一定的限制。魚雷的獨(dú)特作用體現(xiàn)在對抗高速隱蔽航行的潛艇或大型水面艦船時(shí)擁有巨大的爆炸威力、高搜索精度以及在航行深度、航程、航速等方面的優(yōu)勢。為了更有效地抵抗中途攔截炸彈的襲擊,發(fā)揮魚雷的特定作用,有必要對魚雷在水下爆炸沖擊波載荷下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)問題進(jìn)行研究。相較于艦船結(jié)構(gòu),魚雷的結(jié)構(gòu)具有更加的不確定性,且目前對魚雷的塑性響應(yīng)研究多局限于沖擊波對殼體單一結(jié)構(gòu)的塑性變形毀傷,相關(guān)研究仍不完善,并不能解決工程實(shí)際中對魚雷安全性綜合評估的要求。因此,本文以數(shù)值方法為主,對魚雷不同分段、不同結(jié)構(gòu)遭受水下爆炸載荷時(shí)的響應(yīng)規(guī)律和安全性評估進(jìn)行了系統(tǒng)研究。主要的研究內(nèi)容包括以下幾個(gè)部分:首先對水下爆炸的基本理論進(jìn)行了簡要闡述,并通過簡單薄板結(jié)構(gòu)對本文使用的聲固耦合法的計(jì)算精度進(jìn)行了驗(yàn)證,從中心撓度和變形情況進(jìn)行比較,指出在數(shù)值仿真時(shí)必須考慮材料應(yīng)變率的影響。其次,詳細(xì)介紹了魚雷的總體結(jié)構(gòu)與功能,并在此基礎(chǔ)上確立魚雷結(jié)構(gòu)的簡化模型、魚雷參數(shù)的選擇依據(jù),為后文研究爆炸載荷下的魚雷動(dòng)態(tài)響應(yīng)問題奠定了模型基礎(chǔ)。具體內(nèi)容包括魚雷的外形尺寸、環(huán)肋形式、魚雷后段的舵鰭布局形式、螺旋槳簡化方式、控制設(shè)備承載平臺位置、材料參數(shù)選擇依據(jù)等。同時(shí),給出了流場模型的建立方法。在上述模型的基礎(chǔ)上,本文開展了魚雷在水下爆炸載荷下的塑性響應(yīng)研究。首先針對軟件中無法定義流場與螺旋槳結(jié)構(gòu)接觸面的問題,提出將螺旋槳上的爆炸載荷通過雙面背水板的壓強(qiáng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)施加。其次介紹了主殼體結(jié)構(gòu)的失效機(jī)理,并且考慮不同爆距,不同角度,單發(fā)與雙發(fā),同時(shí)爆炸與依次爆炸等情況設(shè)置了七種典型工況。然后,通過非線性有限元軟件ABAQUS對水下爆炸模型進(jìn)行數(shù)值模擬,分析并總結(jié)了魚雷不同分段(引信段、電池段、后段)和不同結(jié)構(gòu)(殼體、附體、電子設(shè)備)的響應(yīng)特性和毀傷規(guī)律。之后,本文通過實(shí)體單元的軸對稱模型對魚雷分段連接結(jié)構(gòu)處的局部結(jié)構(gòu)應(yīng)力和塑性響應(yīng)進(jìn)行了單獨(dú)分析。同時(shí)以理論推導(dǎo)的方式探討了魚雷因進(jìn)入爆炸氣泡而產(chǎn)生的動(dòng)力失效問題。最后,總結(jié)了魚雷的破壞模式,提出魚雷毀傷等級的劃分方法,在此基礎(chǔ)上確定魚雷的安全半徑,從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)評估魚雷安全性的目的,為工程實(shí)際提供參考。
【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】：2019
【中圖分類】：TJ63
【部分圖文】：

第１章緒論??第１章緒論??１．１研究背景??為了維護(hù)海上領(lǐng)土完整，各個(gè)國家都研制和發(fā)展了不同型號的水下武器�，F(xiàn)代魚雷，??魚雷是一種自動(dòng)推進(jìn)、能按預(yù)定的航向和深度航行、或自動(dòng)導(dǎo)向目標(biāo)、命中目標(biāo)時(shí)能自??動(dòng)爆炸、用以打擊目標(biāo)水下部位的水下武器。它具有良好的隱蔽性和強(qiáng)大的爆炸威力，??在海上作戰(zhàn)中發(fā)揮著不可替代的作用。魚雷在水中的航行圖及爆炸后對艦船的毀傷如圖??１．１?和?１．２?所７Ｋ〇??

第１章緒論??第１章緒論??１．１研究背景??為了維護(hù)海上領(lǐng)土完整，各個(gè)國家都研制和發(fā)展了不同型號的水下武器�，F(xiàn)代魚雷，??魚雷是一種自動(dòng)推進(jìn)、能按預(yù)定的航向和深度航行、或自動(dòng)導(dǎo)向目標(biāo)、命中目標(biāo)時(shí)能自??動(dòng)爆炸、用以打擊目標(biāo)水下部位的水下武器。它具有良好的隱蔽性和強(qiáng)大的爆炸威力，??在海上作戰(zhàn)中發(fā)揮著不可替代的作用。魚雷在水中的航行圖及爆炸后對艦船的毀傷如圖??１．１?和?１．２?所７Ｋ〇??

水下爆炸中的壓力變化過程和氣泡的運(yùn)動(dòng)過程
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2869565