隨著反艦武器的快速發(fā)展,其威力和命中率得到極大提高,對艦艇安全的威脅越發(fā)受到高度關(guān)注。而半穿甲型反艦武器通過在艦艇內(nèi)部爆炸,使爆炸能量高效充分地作用艦艇結(jié)構(gòu),對艦艇自身結(jié)構(gòu)的抗爆抗沖擊性能提出來了更高的要求。特別是反艦導(dǎo)彈,其對艦體的毀傷程度非常嚴(yán)重,破壞范圍包括多層艦體結(jié)構(gòu),甚至整個艙段。因此,對艦艇結(jié)構(gòu)在內(nèi)爆載荷下毀傷效果的評估方法進行研究具有重要現(xiàn)實意義。本文從內(nèi)爆載荷對多艙室結(jié)構(gòu)的毀傷規(guī)律入手,通過分析內(nèi)爆載荷在艙內(nèi)的分布規(guī)律,提出了結(jié)構(gòu)毀傷效果的評估方法。本文針對裸裝球形TNT在結(jié)構(gòu)中心爆炸對典型多艙室結(jié)構(gòu)的毀傷效應(yīng)進行研究,主要研究內(nèi)容與結(jié)論如下:1.首先對數(shù)值計算方法的可靠性進行了研究。應(yīng)用動態(tài)非線性顯式有限元計算軟件AUTODYN中的多物質(zhì)流固耦合算法,對已有典型單艙室內(nèi)爆實驗進行模擬計算,討論了不同網(wǎng)格尺寸對計算精度的影響,并給出了利用AUTODYN中的多物質(zhì)流固耦合算法計算艙內(nèi)爆炸時,合理選擇網(wǎng)格尺寸的方法。2.將各艙室劃分為:爆炸艙、共面鄰艙、共邊界鄰艙及共點鄰艙,基于大量數(shù)值模擬計算結(jié)果,討論了不同藥量TNT內(nèi)爆下多艙室結(jié)構(gòu)毀傷規(guī)律,并按照毀傷規(guī)律對艙壁進行分類... 

【文章來源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：111 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

艦船內(nèi)爆毀傷效果[2]

中北大學(xué)學(xué)位論文31.2.1.1內(nèi)爆沖擊波特性1.理論計算起初各學(xué)者通過分析有限空間內(nèi)壁上的壓力載荷特性，并與自由場沖擊波反射理論對比，得到了內(nèi)爆反射沖擊波的計算方法，認(rèn)為可用自由場反射沖擊波或者放大后的數(shù)值代替。這些結(jié)論大多數(shù)基于一些“理想狀態(tài)”的前提假設(shè)，如爆炸發(fā)生在理想空氣中、爆炸過程等熵、內(nèi)壁面為剛性面等，據(jù)此提出了一些計算模型和方法。如Fairweather[5]等給出了封閉空間內(nèi)爆下的沖擊波超壓的預(yù)測模型；Chan[6]等提出了“鏡像法”，并得到了內(nèi)爆載荷壓力時程曲線，且經(jīng)對比，鏡像法能夠較好地快速評估完全封閉空間的內(nèi)爆載荷，并且較好闡釋了內(nèi)爆沖擊波的反射規(guī)律。圖1-3典型結(jié)構(gòu)內(nèi)爆時內(nèi)壁壓力時程曲線[7]Fig.1-3Typicalpressure-timehistorycurvesofinternalblast目前主要依據(jù)自由場爆炸理論進行具體工程應(yīng)用計算，孔祥韶[8]對空氣中爆炸沖擊波主要參數(shù)的一些計算公式進行了對比研究，目前可用的計算公式有：（1）Henrych計算峰值的經(jīng)驗公式：23423231.407170.553970.035720.0006250.050.30.619380.032620.213240.310.06620.4050.3288110fZZZZZPZZZZZZZZ（1-1）（2）沖擊波正壓作用時間的計算公式（該公式適用于球形TNT空爆時使用）：6=BRW（1-2）

中北大學(xué)學(xué)位論文4（3）Henrych計算比沖量的經(jīng)驗公式：3233231115629100.46630.40.7521121680.132.20.753IZWZZZIZWZZZ（1-3）上述3式中：△Pf為沖擊波峰值超壓，MPa；Z為比例距離（Z=R/W1/3。R為爆距，m；W為爆炸當(dāng)量，kg）；B=(1.3~1.5)×10-3；單位是s。邵開金[9]等基于大量試驗數(shù)據(jù)，深入研究了空氣中反射沖擊波特性，給出的正反射沖擊波超壓計算公式為：2frff011221PPPPP（1-4）式中：△Pr為反射沖擊波超壓，MPa；△Pf為入射沖擊波超壓，MPa；P0為環(huán)境壓力，MPa；γ為絕熱指數(shù)。由于內(nèi)爆過程中載荷變化非常復(fù)雜，對于內(nèi)爆載荷除首峰外的其它峰值超壓的計算，研究人員提出了一些簡化加載模型，如Baker認(rèn)為反射波強度隨時間逐漸降低，只需考慮前3個波峰，據(jù)此提出了如下圖1-4所示的簡化模型[10]。圖1-4Baker的三脈沖簡化內(nèi)爆加載模型[10]Fig.1-4Three-pulsesimplifiedinternalblastloadingmodelofBaker王鶴鳴[11]等基于研究巷道內(nèi)反射沖擊波特性，提出了第二峰值及其正壓作用時間的計算公式。二次峰值的計算公式：

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]箱形結(jié)構(gòu)內(nèi)部爆炸等效縮比實驗方法及破壞特性研究[D]. 姚術(shù)健.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
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碩士論文
[1]典型密閉裝置內(nèi)爆炸試驗及其數(shù)值模擬[D]. 連赟猛.南京理工大學(xué) 2013
[2]大跨平屋蓋結(jié)構(gòu)內(nèi)爆超壓場的分布及簡化[D]. 王海峰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[3]結(jié)構(gòu)泄壓爆炸的沖擊波特性研究[D]. 姚元文.重慶大學(xué) 2011
[4]球殼結(jié)構(gòu)在爆炸作用下的壓力場分布研究[D]. 馬加路.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[5]密閉空間內(nèi)爆炸引起的內(nèi)壁超壓分布規(guī)律及簡化計算研究[D]. 周清.天津大學(xué) 2008



本文編號：3276207