夾芯板雙層艙壁結(jié)構(gòu)抗沖擊毀傷特性研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-16 08:06
艦船是現(xiàn)代海戰(zhàn)的主要武器承載者、攻擊的發(fā)動(dòng)者,也是主要受敵方攻擊對(duì)象,必然會(huì)受到反艦導(dǎo)彈攻擊。隨著現(xiàn)代化反艦導(dǎo)彈迅速發(fā)展,其隱蔽性、命中精度及戰(zhàn)斗部裝藥量均大幅度提高。戰(zhàn)斗部在船艙內(nèi)爆炸產(chǎn)生大量沖擊波和高速破片,兩者的聯(lián)合作用會(huì)對(duì)船體造成毀傷,致使艦船失去作戰(zhàn)能力甚至沉沒。艙壁結(jié)構(gòu)在船體內(nèi)部處于突出地位,是艦船艙室的主要防護(hù)結(jié)構(gòu)。為了提高艙壁結(jié)構(gòu)抗沖擊毀傷性能,近年來雙層艙壁結(jié)構(gòu)成為各國海軍的研究熱點(diǎn)。因此,開展沖擊波與侵徹聯(lián)合作用下艦船艙壁抗沖擊毀傷性能研究,獲得抗沖擊毀傷性能更優(yōu)的雙層艙壁結(jié)構(gòu)型式,對(duì)增強(qiáng)艦艇作戰(zhàn)能力具有重大的軍用價(jià)值和實(shí)際意義。本文基于沖擊波與侵徹理論研究,對(duì)沖擊波與侵徹聯(lián)合作用載荷的數(shù)值仿真方法進(jìn)行了研究;并以典型艦船艙壁結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,研究沖擊波、侵徹載荷單獨(dú)作用和沖擊波與侵徹聯(lián)合作用下的結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)過程,從而得到不同載荷作用下艙壁結(jié)構(gòu)的破壞模式與毀傷特性;在此研究基礎(chǔ)上對(duì)典型I型夾芯板雙層艙壁結(jié)構(gòu)在沖擊波與侵徹聯(lián)合作用下的結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)行了研究,獲得夾芯板雙層艙壁結(jié)構(gòu)的破壞模式及毀傷特性;在保持艙壁結(jié)構(gòu)質(zhì)量不變的前提下,基于艙壁結(jié)構(gòu)抗沖擊毀傷性能評(píng)判指標(biāo),對(duì)...
【文章來源】:江蘇科技大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:112 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
平頭柱形彈體侵徹靶板Fig.2.5Flatcylindricalprojectilepenetratingtarget
2.3.3 靶板破壞形式靶板會(huì)因?yàn)閺楏w侵徹發(fā)生各種形式破壞,如圖 2.6 所示。靶板破壞形式可分為[86]:(1) 脆性穿孔:當(dāng)靶板材料拉伸強(qiáng)度比壓縮強(qiáng)度明顯小,沖擊應(yīng)力會(huì)引起多個(gè)從穿孔處向外延展的徑向裂紋;(2) 延性擴(kuò)孔:當(dāng)尖頭彈體穿過延性較好的靶板,彈體會(huì)導(dǎo)致靶板材料擠向四周;(3) 瓣裂穿孔:當(dāng)尖頭彈體穿過薄靶板,靶板會(huì)在徑向產(chǎn)生斷裂且往外翹曲形成花瓣?duì)钇茐,這種破壞通常會(huì)伴隨較大塑性流動(dòng)變形,有的會(huì)導(dǎo)致靶板永久彎曲變形;(4) 沖塞:當(dāng)鈍頭彈體沖擊作用在高硬度靶板,靶板上會(huì)有一塊與彈徑相當(dāng)?shù)陌袎K被剪切下來,當(dāng)彈體壓縮靶板,和靶板主體部分相連接的環(huán)形截面上將會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的剪應(yīng)力,這時(shí)產(chǎn)生的剪應(yīng)變會(huì)散發(fā)出熱量,短時(shí)間內(nèi)熱量不能夠快速逸散,這樣就會(huì)提高環(huán)形區(qū)域的局部溫度,材料抗剪強(qiáng)度減小,整個(gè)過程可近似視為絕熱剪斷;(5) 破碎穿孔:當(dāng)彈體以很高速度侵徹靶板,如果相對(duì)侵徹速度比彈體塑性波速要小,那么沖擊界面的沖擊波將會(huì)導(dǎo)致彈體頭部一直破碎,靶板材料會(huì)由于沖擊波和彈體碎渣作用而形成較大穿孔破壞。
(a)完整跳飛;(b)變形跳飛;(c)破裂跳飛;(d)完整嵌埋;(e)變形嵌埋;(f)破裂嵌埋;(g)完整穿透;(h)變形穿透;(i)破裂穿透;圖 2.7 彈體侵徹后的九種可能形態(tài)[87]Fig.2.7 Nine forms of projectile after penetration法驗(yàn)證研究中,材料的選取非常重要,破片作為侵徹載荷的擠壓而出現(xiàn)較大變形以及墩粗現(xiàn)象,破片力學(xué)性能會(huì)力學(xué)性能有很大區(qū)別。同樣,艙壁板會(huì)受到破片瞬時(shí)變率對(duì)材料性能的影響?紤]到破片和艙壁之間所產(chǎn)繼而發(fā)生材料熱軟化現(xiàn)象,呈現(xiàn)出彈塑性流體行為。慮應(yīng)變率、壓力效應(yīng)以及熱軟化等因素及其影響。Johnson-Cook 失效模型在考慮溫度、應(yīng)變和應(yīng)變率
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]爆炸沖擊波與破片對(duì)RC橋的耦合毀傷研究[J]. 李營,吳衛(wèi)國,朱海清,李曉彬. 爆破. 2016(02)
[2]沖擊波和破片聯(lián)合作用下I型夾層板毀傷仿真[J]. 段新峰,程遠(yuǎn)勝,張攀,劉均,李勇. 中國艦船研究. 2015(06)
[3]沖擊波和高速破片聯(lián)合作用下夾芯復(fù)合艙壁結(jié)構(gòu)的毀傷特性[J]. 侯海量,張成亮,李茂,胡年明,朱錫. 爆炸與沖擊. 2015(01)
[4]爆炸沖擊波與高速破片對(duì)夾層結(jié)構(gòu)的聯(lián)合毀傷效應(yīng)試驗(yàn)研究[J]. 張成亮,朱錫,侯海量,陳長海. 振動(dòng)與沖擊. 2014(15)
[5]爆炸破片穿透艦船舷側(cè)防護(hù)水艙剩余特性研究[J]. 趙留平,陳娟,劉世明. 中國艦船研究. 2013(06)
[6]近距空爆載荷作用下雙層防爆艙壁結(jié)構(gòu)抗爆性能仿真分析[J]. 陳長海,朱錫,侯海量,唐廷,梅志遠(yuǎn). 海軍工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(03)
[7]艙內(nèi)爆炸載荷下雙層橫艙壁設(shè)計(jì)初探[J]. 王佳穎,張世聯(lián),武少波. 振動(dòng)與沖擊. 2011(12)
[8]高速破片侵徹防護(hù)液艙試驗(yàn)研究[J]. 沈曉樂,朱錫,侯海量,陳長海. 中國艦船研究. 2011(03)
[9]陶瓷/船用鋼抗破片模擬彈侵徹的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 王曉強(qiáng),朱錫,梅志遠(yuǎn). 哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(05)
[10]破片模擬彈侵徹陶瓷/船用鋼復(fù)合靶板的理論分析模型研究[J]. 趙留平. 中國艦船研究. 2011(02)
碩士論文
[1]破片侵徹作用下新型艙壁結(jié)構(gòu)型式及動(dòng)態(tài)響應(yīng)研究[D]. 佟玥.江蘇科技大學(xué) 2014
[2]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[D]. 張偉.江蘇科技大學(xué) 2014
[3]殺爆戰(zhàn)斗部對(duì)武裝直升機(jī)的毀傷研究[D]. 張媛.南京理工大學(xué) 2013
[4]破片和沖擊波對(duì)直升機(jī)結(jié)構(gòu)聯(lián)合作用的數(shù)值模擬研究[D]. 劉剛.南京理工大學(xué) 2013
[5]大型水面艦艇舷側(cè)防御縱壁結(jié)構(gòu)形式優(yōu)化研究[D]. 黃燕玲.武漢理工大學(xué) 2010
[6]艦船新型甲板結(jié)構(gòu)型式的極限強(qiáng)度研究[D]. 彭大煒.上海交通大學(xué) 2010
[7]一種新型艙壁結(jié)構(gòu)抗沖特性研究[D]. 萬育龍.華中科技大學(xué) 2007
[8]破片和沖擊波復(fù)合作用下對(duì)導(dǎo)彈的毀傷[D]. 任丹萍.南京理工大學(xué) 2006
本文編號(hào):3286627
【文章來源】:江蘇科技大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:112 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
平頭柱形彈體侵徹靶板Fig.2.5Flatcylindricalprojectilepenetratingtarget
2.3.3 靶板破壞形式靶板會(huì)因?yàn)閺楏w侵徹發(fā)生各種形式破壞,如圖 2.6 所示。靶板破壞形式可分為[86]:(1) 脆性穿孔:當(dāng)靶板材料拉伸強(qiáng)度比壓縮強(qiáng)度明顯小,沖擊應(yīng)力會(huì)引起多個(gè)從穿孔處向外延展的徑向裂紋;(2) 延性擴(kuò)孔:當(dāng)尖頭彈體穿過延性較好的靶板,彈體會(huì)導(dǎo)致靶板材料擠向四周;(3) 瓣裂穿孔:當(dāng)尖頭彈體穿過薄靶板,靶板會(huì)在徑向產(chǎn)生斷裂且往外翹曲形成花瓣?duì)钇茐,這種破壞通常會(huì)伴隨較大塑性流動(dòng)變形,有的會(huì)導(dǎo)致靶板永久彎曲變形;(4) 沖塞:當(dāng)鈍頭彈體沖擊作用在高硬度靶板,靶板上會(huì)有一塊與彈徑相當(dāng)?shù)陌袎K被剪切下來,當(dāng)彈體壓縮靶板,和靶板主體部分相連接的環(huán)形截面上將會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的剪應(yīng)力,這時(shí)產(chǎn)生的剪應(yīng)變會(huì)散發(fā)出熱量,短時(shí)間內(nèi)熱量不能夠快速逸散,這樣就會(huì)提高環(huán)形區(qū)域的局部溫度,材料抗剪強(qiáng)度減小,整個(gè)過程可近似視為絕熱剪斷;(5) 破碎穿孔:當(dāng)彈體以很高速度侵徹靶板,如果相對(duì)侵徹速度比彈體塑性波速要小,那么沖擊界面的沖擊波將會(huì)導(dǎo)致彈體頭部一直破碎,靶板材料會(huì)由于沖擊波和彈體碎渣作用而形成較大穿孔破壞。
(a)完整跳飛;(b)變形跳飛;(c)破裂跳飛;(d)完整嵌埋;(e)變形嵌埋;(f)破裂嵌埋;(g)完整穿透;(h)變形穿透;(i)破裂穿透;圖 2.7 彈體侵徹后的九種可能形態(tài)[87]Fig.2.7 Nine forms of projectile after penetration法驗(yàn)證研究中,材料的選取非常重要,破片作為侵徹載荷的擠壓而出現(xiàn)較大變形以及墩粗現(xiàn)象,破片力學(xué)性能會(huì)力學(xué)性能有很大區(qū)別。同樣,艙壁板會(huì)受到破片瞬時(shí)變率對(duì)材料性能的影響?紤]到破片和艙壁之間所產(chǎn)繼而發(fā)生材料熱軟化現(xiàn)象,呈現(xiàn)出彈塑性流體行為。慮應(yīng)變率、壓力效應(yīng)以及熱軟化等因素及其影響。Johnson-Cook 失效模型在考慮溫度、應(yīng)變和應(yīng)變率
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]爆炸沖擊波與破片對(duì)RC橋的耦合毀傷研究[J]. 李營,吳衛(wèi)國,朱海清,李曉彬. 爆破. 2016(02)
[2]沖擊波和破片聯(lián)合作用下I型夾層板毀傷仿真[J]. 段新峰,程遠(yuǎn)勝,張攀,劉均,李勇. 中國艦船研究. 2015(06)
[3]沖擊波和高速破片聯(lián)合作用下夾芯復(fù)合艙壁結(jié)構(gòu)的毀傷特性[J]. 侯海量,張成亮,李茂,胡年明,朱錫. 爆炸與沖擊. 2015(01)
[4]爆炸沖擊波與高速破片對(duì)夾層結(jié)構(gòu)的聯(lián)合毀傷效應(yīng)試驗(yàn)研究[J]. 張成亮,朱錫,侯海量,陳長海. 振動(dòng)與沖擊. 2014(15)
[5]爆炸破片穿透艦船舷側(cè)防護(hù)水艙剩余特性研究[J]. 趙留平,陳娟,劉世明. 中國艦船研究. 2013(06)
[6]近距空爆載荷作用下雙層防爆艙壁結(jié)構(gòu)抗爆性能仿真分析[J]. 陳長海,朱錫,侯海量,唐廷,梅志遠(yuǎn). 海軍工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(03)
[7]艙內(nèi)爆炸載荷下雙層橫艙壁設(shè)計(jì)初探[J]. 王佳穎,張世聯(lián),武少波. 振動(dòng)與沖擊. 2011(12)
[8]高速破片侵徹防護(hù)液艙試驗(yàn)研究[J]. 沈曉樂,朱錫,侯海量,陳長海. 中國艦船研究. 2011(03)
[9]陶瓷/船用鋼抗破片模擬彈侵徹的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 王曉強(qiáng),朱錫,梅志遠(yuǎn). 哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(05)
[10]破片模擬彈侵徹陶瓷/船用鋼復(fù)合靶板的理論分析模型研究[J]. 趙留平. 中國艦船研究. 2011(02)
碩士論文
[1]破片侵徹作用下新型艙壁結(jié)構(gòu)型式及動(dòng)態(tài)響應(yīng)研究[D]. 佟玥.江蘇科技大學(xué) 2014
[2]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[D]. 張偉.江蘇科技大學(xué) 2014
[3]殺爆戰(zhàn)斗部對(duì)武裝直升機(jī)的毀傷研究[D]. 張媛.南京理工大學(xué) 2013
[4]破片和沖擊波對(duì)直升機(jī)結(jié)構(gòu)聯(lián)合作用的數(shù)值模擬研究[D]. 劉剛.南京理工大學(xué) 2013
[5]大型水面艦艇舷側(cè)防御縱壁結(jié)構(gòu)形式優(yōu)化研究[D]. 黃燕玲.武漢理工大學(xué) 2010
[6]艦船新型甲板結(jié)構(gòu)型式的極限強(qiáng)度研究[D]. 彭大煒.上海交通大學(xué) 2010
[7]一種新型艙壁結(jié)構(gòu)抗沖特性研究[D]. 萬育龍.華中科技大學(xué) 2007
[8]破片和沖擊波復(fù)合作用下對(duì)導(dǎo)彈的毀傷[D]. 任丹萍.南京理工大學(xué) 2006
本文編號(hào):3286627
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