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《大连理工大学》 2008年
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船舶结构在爆炸冲击载荷作用下的局部破坏研究

关胜宇  
【摘要】: 舰船在海战时,会遭到敌方反舰武器的攻击。从产生的破坏效果来看,舰船受到的攻击可分为接触爆炸和非接触爆炸两类。非接触爆炸可分为空中非接触爆炸和水下非接触两类。非接触爆炸主要是对舰船的船体结构及仪器设备等造成破坏。本文针对水面舰船在水下非接触爆炸下的响应问题,采用理论分析和数值计算相结合的方法开展研究,主要研究内容与结论如下: (1)研究了爆轰波的基本理论:爆轰波的CJ模型、爆轰波的二维模型、爆轰产物与固体状态方程和爆轰波的传播和相互作用。 (2)研究了水下非接触爆炸冲击波的产生及传播规律。应用非线性动力学软件LS-DYNA,对水下爆炸冲击波传播的全过程进行数值模拟,并对四端刚固板结构的水下爆炸相应作了分析和比较。 (3)水下爆炸还伴随有气泡和气泡脉动现象,本文对该现象进行了研究,给出了相应参数的计算公式。对研究舰船结构水下爆炸下的响应提供理论基础。 (4)对船体结构在水下爆炸下的动态响应进行了数值模拟。总结了空爆作用船体结构响应的特点。将舰船与水进行流固耦合处理,计算得到了船体结构任意位置的应力、应变、速度、加速度等参数随时间变化的规律,并研究船体不同构件的能量吸收情况。给出了舰船爆炸问题的数值模拟时应注意的一些问题,可供参考。 (5)应用LS-DYNA软件,对板和舰船在水下爆炸下的响应进行了研究,确定了所需材料的本构方程和状态方程,根据简化模型完成了计算所需的力学模型,在理论分析的基础上对其进行了数值计算与模拟,讨论了不同方位、不同距离情况下爆炸对结构变形的影响,得出相应结论。本文所给出的结论和建议,对舰船的抗爆研究及设计具有很好的参考价值。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:U661.4

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【参考文献】
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