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舰船结构在爆炸冲击载荷作用下的局部破坏研究

盖京波  
【摘要】:本文主要研究了舰船结构在接触爆炸作用下的局部破坏。舰船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、爆炸冲击波在多层结构中的传播和衰减、舰船板架结构的弹塑性动变形响应分析。 在接触爆炸情况下,爆轰产物和爆炸冲击波共同对结构产生破坏作用。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,介绍了接触爆炸时结构中初始参数的计算方法和固体在强爆炸冲击波作用下的状态方程,为舰船板架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。 舰船结构主要是由梁板结构组成的,研究板架结构在爆炸冲击作用下的动态响应是舰船结构生命力的重点。本文基于理想刚塑性材料模型假定,采用能量原理分析了圆板和方板受接触爆炸载荷作用下的塑性动力响应,导出了破口半径的计算公式,并把结果同试验及经验表达式进行了比较,具有较好的一致性。 本文对舰船舷侧防护结构在爆炸载荷作用下的破坏进行了研究。通过研究非接触爆炸或弱冲击波对舰船防护结构的破坏,给出了舰船第二层和第三层防护结构的冲击波强度的理论表达式。从理论公式可以看出,防护结构的波阻抗越大,防护的效果越好。接触爆炸中,舰船结构的多层防护体系对于减少爆炸冲击的损伤具有重要的作用。在计算第一隔舱的空气冲击波的初始参数时,由于反射回防护结构的是稀疏波,故近似的认为是等熵过程,利用反射波的冲击绝热线代替等熵线,极大的简化了计算。在计算空舱中空气冲击波时,将空气冲击波的初始超压等效为一定质量的装药在弹着点处爆炸形成的超压,解决了空气冲击波的衰减问题。理论分析的结果和数值模拟的结果具有较好的一致性。 对于强装甲非对称舰船这种复杂板壳结构,遭受武器攻击后出现的变形、


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