冲击载荷对复杂板壳结构的破坏概率

【摘要】：冲击载荷对舰船板壳结构的破坏分析是非常复杂的,对于该问题的深入研究,有助于设计出最合理的结构,能够有效的抵抗导弹战斗部的冲击和爆炸,也有助于设计改进导弹战斗部。随着现代化、攻击型武器的发展,开展这方面的研究显得尤为重要。本文针对冲击载荷对舰船板壳结构的破坏,进行了深入的研究。 考虑了导弹战斗部对薄板的冲击破坏的塑性屈服和花瓣形两种形式,分析了战斗部穿透薄板过程中的能量损失,给出了战斗部能够穿透薄板的最小初始速度,导出了穿透多层板的剩余速度表达式和最小初始速度的表达式。探讨了冲击载荷对单层加筋板的冲击破坏机理。 对加筋板结构在接触爆炸荷载作用下的破坏情况进行了分析,采用加筋板结构的破口近似公式,对几种不同加筋板的破口半径进行了计算,讨论了加强筋对破口半径的影响。 采用蒙特卡罗模拟计算得出了战斗部的入射角度为0度,30度,45度时,穿透单层和双层加筋板的破坏概率。在计算过程中,考虑了撞击点和加强筋的相对位置关系。采用速度准则,即考虑穿透加筋板的战斗部,其面板的法向末速度大于零为破坏失效。选取战斗部速度、质量、加筋板材料的弹性模量和极限强度四个量为随机变量,利用LS-DYNA进行仿真计算,得到冲击结束后的末速度值。蒙特卡罗模拟通常要求样本数量很大,耗机时较多,而本文采用对较小的样本数量进行拟合的方法,这种方法充分利用了各随机变量的具体信息,大大简化了计算。即用产生随机数程序得到50组随即变量的初始值,然后进行仿真计算,得到冲击结束后的末速度值。再拟合穿过加筋板后的末速度的分布函数,进而求得冲击破坏概率。