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接触爆炸载荷作用下舰船板壳结构破坏分析

张婧  
【摘要】: 爆炸冲击载荷对舰船板壳结构的破坏变形是非常复杂的非线性动态响应过程。随着现代攻击性武器的发展,开展这方面的研究就显得尤为重要。本文对舰船板壳结构在接触爆炸载荷作用下的破坏进行理论研究和仿真分析。 建立了固支圆板中心受局部横向接触爆炸冲击载荷作用的模型,分析了其动力方程及初始边界条件,为了得到其闭合解,进行相关的假设,对初始边界值问题进行简化。对爆炸载荷作用下,薄板运动过程中出现的冲击波,稀疏波及加速波(二次波)进行分析,在冲击波传播的不同阶段把板分成不同的区域,利用波动方程求得整个板区域的波动解。 采用无初始裂纹的柔性材料的局部断裂准则,假设当相应的权函数关于塑性应变(?)达到一个特定值,结构的危险点形成裂缝。然后,利用薄板分界面上的初始参数,导出板表面单位面积上所受的作用比冲量I_0。利用薄板在爆炸载荷作用下的塑性动力响应,求得钢板变形最大斜率,利用断裂准则,计算出当装药半径r一定时,薄板发生初始环向断裂的临界装药量及临界位移。 理论计算的实例与实验的结果相吻合,说明了理论计算的正确性。表明该理论能很好的解决接触爆炸载荷作用下的薄板的冲塞问题。应用大型有限元分析软件LS-DYNA进行数值仿真计算,与理论计算的结果进行了比较,结果表明了数值仿真可很好的分析爆炸载荷作用下板的塑性动力响应问题。


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