空爆载荷下板壳结构的动态响应

【摘要】：板壳结构在动力载荷作用下的动态响应问题是一个在工程技术领域中常常碰到的难题，其研究能够为板壳结构的工程设计提供理论依据，还能为结构的防爆安全性评估提供参考。本文以能量理论为基础，围绕板壳结构在空爆载荷下的变形和破损问题展开研究。论文主要内容包括： 首先结合动量定理，利用冲量法来计量冲击波对板的作用，得到冲击波传递给板的初始动能；再对板的塑性大变形过程进行分析，得到刚塑性板的塑性变形能；最后由能量守恒定理建立基本方程，得到变形的近似计算公式，并分析影响结构变形的因素和发生破坏的条件。 建立了一个无限空气中的炸药爆炸模型，发现数值模型的峰值超压与经验公式相一致，证明了数值模型准确性，利用本文方法建立的模型能够真实反映爆炸过程。 使用ANSYS/LS-DYNA有限元软件建立非接触空爆载荷下板壳结构的动力响应模型。给出了模型中炸药、钢板和空气的材料定义以及状态方程。处理数值模拟的结果，分析了模型的等效应力、加速度和速度的变化规律，将本文理论计算结果同数值模拟结果和实验测量结果进行比较，其误差在可控范围内，说明本文理论可以正确的预测和评估板壳结构在非接触空爆载荷下的变形和破坏。