爆炸冲击对掩体大门的动响应分析

论文摘要

随着世界形势的发展，各国对掩体生命力的认识逐渐提高，人们对掩体抗爆抗冲击能力也给予越来越多的重视。在掩体设计中，己经采用了一些措施以改进掩体的抗爆炸能力。目前已经应用到掩体设计中方法有：改变板架结构形式、采用局部防护设施、使用优质钢材或者其它高强度材料等，通过这些方法使掩体战斗力得到了提高。采用有限元的方法模拟掩体的破坏环境和冲击环境，研究提高掩体生命力的措施已经在实践中得以应用。本文主要针对掩体大门在接触爆炸作用下的局部破坏进行研究。掩体大门在接触爆炸载荷作用下的破坏研究主要包括四个部分，即爆炸产物的流场分析和接触爆炸载荷、爆轰产物和爆炸冲击波与结构相互作用、爆炸冲击波传播、掩体大门结构的弹塑性动变形响应分析。在接触爆炸情况下，结构同时受到爆轰产物和爆炸冲击波的破坏作用。本文介绍了爆轰和爆炸冲击波的基本理论、凝聚炸药的爆轰波阵面参数的近似计算公式、接触爆炸时结构中初始参数的计算方法以及固体在强爆炸冲击波作用下的状态方程，为掩体大门结构在接触爆炸载荷作用下的破坏分析作了必要的准备工作。掩体大门是由板架结构组成的，研究板架结构在爆炸冲击作用下的动态响应是掩体大门抗冲击的重点。本文基于ANSYS／LS-DYNA软件对大门在导弹爆炸冲击下的动响应进行了分析，得到了较好的仿真结果，为大门的抗爆性能设计提供依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究目的
• 1.2 课题的国内外研究现状
• 1.2.1 掩体抗爆性能的研究现状
• 1.2.2 DYNA程序的发展现状
• 1.3 相关理论
• 1.4 掩体防护材料
• 1.5 导弹简介
• 1.6 大门的破坏介绍
• 1.7 论文的主要工作
• 第2章 爆炸冲击的基本理论及冲击破坏
• 2.1 引言
• 2.2 爆炸的基本概念
• 2.2.1 关于凝聚炸药的爆轰理论及其近似计算
• 2.2.2 结构在爆轰波作用下的响应
• 2.2.3 接触爆炸载荷的相关计算
• 2.2.4 材料的破坏条件
• 2.2.5 钢板在接触爆炸下的破坏
• 2.3 空气中爆炸冲击波的相关理论
• 2.3.1 爆轰波的传播
• 2.3.2 钢的状态方程
• 2.3.3 冲击波Hugoniot曲线
• 2.4 本章小结
• 第3章 导弹作用下大门的破坏分析
• 3.1 理论分析
• 3.1.1 基本假设
• 3.1.2 战斗部冲击对大门的破坏
• 3.1.3 爆炸冲击对大门的破坏
• 3.2 数值分析
• 3.2.1 数值模拟软件
• 3.2.2 数值模拟中爆炸载荷的基本方程
• 3.2.3 装药点火算法
• 3.2.4 数值模拟中计算时间步长
• 3.2.5 人工体积粘性
• 3.3 本章小结
• 第4章 数值计算及结果分析
• 4.1 引言
• 4.2 大门破坏的数值模拟
• 4.2.1 结构模型及主要的控制语句
• 4.2.2 数值计算结果分析
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢