【摘要】：運動體入水問題非常復雜,涉及到固、液、氣三相的耦合作用,其研究內(nèi)容也是多種多樣,其中入水沖擊載荷的計算問題最早被提出,有關載荷特性的研究也一直是結構入水問題的重中之重。本文采用LS-DYNA顯式動力學軟件,對運動體高速入水過程中的載荷特性進行了系統(tǒng)的研究,主要研究內(nèi)容如下:建立了基于LS-DYNA的結構體高速入水數(shù)值模擬方法。通過調(diào)整PFAC,NQUAD等參數(shù),分析其對仿真結果的影響,最終確定合適的參數(shù),進行了典型運動體垂直高速入水工況的仿真計算。采用彈性本構,針對影響運動體高速入水載荷特性的參數(shù)進行了研究。針對不同速度,不同角度,是否帶有攻角,不同頭型四個參數(shù)變量進行多工況對比計算,分析了不同工況下的沖擊壓力峰值,結構整體受力,平均壓力峰值,加速度及速度變化,流場壓力分布等結果的變化規(guī)律。同時針對復雜的水面波浪環(huán)境,將運動體入水自由液面條件簡化為波峰、波谷、平衡位置迎波和背波處四個不同位置。對運動體在不同自由液面條件下高速入水過程進行研究,分析了沖擊壓力峰值,結構整體受力,平均壓力峰值,加速度及速度的變化規(guī)律。采用塑性本構,重點對運動體高速入水過程中的應力應變變化規(guī)律進行研究。首先分別采用剛性本構,彈性本構和塑性本構三種不同模型對運動體高速入水對比計算,比較三種不同模型的優(yōu)劣。之后再進行塑性本構不同速度的對比計算,分析沖擊壓力峰值,速度加速度,整體受力和平均W'力,結構應力應變以及流場壓力的變化規(guī)律。
【圖文】：

第 1 章 緒論1.1 課題研究的背景和意義物體由空中穿過水面進入水中的過程稱為入水，運動體入水沖擊現(xiàn)象在自然界以及工程實際中廣泛存在。在軍事方面涉及到空投魚雷入水、航天飛船與飛機的水上著落等；在民用方面涉及到船舶在風浪中的抨擊，救生艇的拋落等。而隨著現(xiàn)代軍事和民用航空航海領域的發(fā)展，入水問題也受到了越來越多的關注[1]。在整個入水過程中，運動體抨擊水面，，頭部浸入水中，產(chǎn)生的壓力波在水中傳遞，自由液面抬升，水中產(chǎn)生空泡；另一方面水對運動體也會產(chǎn)生反作用力，特別是在高速入水的情況下，運動體在入水抨擊的瞬間會受到幅值較高的沖擊載荷，造成結構損傷變形，內(nèi)部儀器失靈，彈道失穩(wěn)，忽撲等不良后果。因此研究運動體高速入水沖擊的載荷特性，對于運動體的結構優(yōu)化設計有深遠的意義。

第 1 章 緒論1.1 課題研究的背景和意義物體由空中穿過水面進入水中的過程稱為入水，運動體入水沖擊現(xiàn)象在自然界以及工程實際中廣泛存在。在軍事方面涉及到空投魚雷入水、航天飛船與飛機的水上著落等；在民用方面涉及到船舶在風浪中的抨擊，救生艇的拋落等。而隨著現(xiàn)代軍事和民用航空航海領域的發(fā)展，入水問題也受到了越來越多的關注[1]。在整個入水過程中，運動體抨擊水面，頭部浸入水中，產(chǎn)生的壓力波在水中傳遞，自由液面抬升，水中產(chǎn)生空泡；另一方面水對運動體也會產(chǎn)生反作用力，特別是在高速入水的情況下，運動體在入水抨擊的瞬間會受到幅值較高的沖擊載荷，造成結構損傷變形，內(nèi)部儀器失靈，彈道失穩(wěn)，忽撲等不良后果。因此研究運動體高速入水沖擊的載荷特性，對于運動體的結構優(yōu)化設計有深遠的意義。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：O351.2

【參考文獻】

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本文編號：2653533