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《上海交通大学》 2012年
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箱型梁舱段结构设计及舱内爆炸数值分析

刘慧泉  
【摘要】:现代海战中,船体在遭受各种反舰穿甲武器袭击后,由于舱内爆炸冲击波的作用,会产生破口及塑性大变形,导致船体丧失生命力继而沉没。因此对船体抗爆能力和生命力的研究一直备受关注。为提高船体生命力,德国F124型护卫舰在船体主甲板设置纵向箱型梁结构,可以明显高船体抗爆能力150kg装药爆炸的冲击。根据规范设计了一艘护卫舰的平行中体舱段,并进行了爆炸数值仿真,旨在讨论舱内爆炸情况下纵向箱型梁对船体抗爆能力的贡献。主要研究内容与结论如下: 1.从爆炸的最基本理念入手,研究了爆炸冲击波的产生及传播,介绍了MSC.Dytran有限元分析软件并对空中爆炸冲击波的传播过程进行了数值计算,计算结果与经验公式吻合。 2.基于Dytran软件,计算分析了两种甲板局部板架纵向加强筋在迎爆状态下耦合程度对结构响应的影响,并与全耦合模型进行对比。研究结果表明,适当的降低迎爆小型加强筋的耦合程度,可以提高计算效率,同时保证一定精度。 3.根据国军标4000-2000规范要求,对平行中体的一个舱段进行了总体及详细设计,通过校核可知设计结果满足规范对强度及稳定性的要求 4.依据德国F124型护卫舰的纵向箱型梁结构,对常规护卫舰进行了主甲板纵向箱型梁设计,由MARS软件得出了增加的纵向箱型梁对结构剖面积、惯性矩、甲板剖面模数等指标的影响;建立常规和有箱型梁这两种舱段的有限元模型,进行了舱段在舱内爆炸作用下变形的数值模拟,评估了多种工况下纵向箱型梁对船舶抗爆能力的贡献。研究结果表明设置纵向箱型梁可以有效的提升主甲板抗爆能力。
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:U663.8

【参考文献】
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