爆炸载荷作用下舰船结构破坏机理研究

论文摘要

随着人们对舰船生命力重要性的认识的逐渐提高,舰船板壳结构的抗爆抗冲击能力的研究得到了越来越多的重视。随着现代攻击武器的发展,开展这方面的研究就显得尤为重要。本文对舰船板壳结构在接触爆炸载荷作用下的破坏机理进行了研究。系统总结了小装药量接触爆炸载荷作用下板壳结构的破口公式。并对舰船舷侧结构在水下接触爆炸载荷作用下的破坏机理进行了研究,分析了舰船舷侧典型防护结构的破坏模式,利用能量原理计算了舰船舷侧各层防护结构在不同破坏模式下的吸能率,从而揭示了舰船舷侧结构的抗爆机理。利用模型试验对舰船结构在水下接触爆炸载荷作用下的破口公式进行了修正,通过相关战例统计资料很好验证了本文给出的破口修正公式,同时应用大型有限元分析软件LS-DYNA进行了数值仿真计算,与理论计算的结果进行了比较,结果表明本文所给的破口大小计算公式能够比较合理地估算出舰船遭受鱼雷命中后所产生的破口尺寸。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的目的及意义
• 1.2 对付大型舰船的反舰武器
• 1.3 舰船结构爆炸冲击响应和破坏研究现状
• 1.3.1 简单结构的爆炸冲击响应
• 1.3.2 水面舰船的破坏研究
• 1.4 舰船结构抗爆问题的研究展望
• 1.5 本论文的主要工作
• 第2章 水下爆炸理论及相关软件介绍
• 2.1 爆炸的基本理论
• 2.1.1 爆轰波的CJ理论
• 2.1.2 爆轰产物的状态方程及爆轰参数
• 2.1.3 爆轰波的传播
• 2.2 水下爆炸理论
• 2.2.1 水中冲击波
• 2.2.2 水中冲击波的初始参数
• 2.3 瞬态动力学分析软件LS-DYNA3D简介
• 2.3.1 LS-DYNA的发展历程
• 2.3.2 LS-DYNA的功能特点
• 2.3.3 LS-DYNA算法
• 2.4 本章小结
• 第3章 板壳结构在爆炸载荷作用下的破损分析
• 3.1 计算模型与假设
• 3.2 单位长度塑性极限弯矩的确定
• 3.3 圆板在接触爆炸载荷作用下的破损分析
• 3.3.1 系统能量分析
• 3.3.2 花瓣开裂能的确定
• 3.3.3 爆炸载荷的施加
• 3.3.4 破口半径
• 3.4 计算实例
• 3.5 装药量与破口半径
• 3.6 本章小结
• 第4章 舰船舷侧结构的破坏机理研究
• 4.1 舰船舷侧结构水下抗爆试验
• 4.1.1 舰船舷侧结构的简化模型
• 4.1.2 水下抗爆试验
• 4.2 舰船舷侧各层防护结构的破坏分析和吸能模式分析
• 4.3 舰船舷侧各层防护结构在不同破坏模式下的吸能分析
• 4.3.1 接触爆炸下花瓣开裂之前吸收的能量
• 4.3.2 非接触爆炸下花瓣开裂之前吸收的能量
• 4.3.3 花瓣开裂吸收的能量
• 4.4 舰船舷侧各层防护结构的损伤分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 舰船遭受鱼雷命中后的损伤分析
• 5.1 破口大小
• 5.1.1 加筋板的等效
• 5.1.2 破口估计
• 5.1.3 计算实例
• 5.2 破口分析
• 5.2.1 战例统计
• 5.2.2 数值计算
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢