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复合材料上层建筑抗空爆性能数值研究
| 论文题名： | 复合材料上层建筑抗空爆性能数值研究 |
| 关键词： | 空中爆炸;复合材料;上层建筑;动态响应;数值方法 |
| 摘要： | 在现代海战过程中，随着技术的不断突破，雷达探测以及各种射束武器的干扰，使得舰船遭受非接触空中爆炸攻击的概率大大增加。伴随着材料科学研究发展的深入，复合材料以其轻质、高比刚度、高比强度及优良的设计性能脱颖而出。本文针对夹芯复合材料的抗爆抗冲击特性，采用数值计算方法，对舰船复合材料上层建筑结构抗空爆性能进行研究。本文旨在通过对舰船复合材料上层建筑在空中爆炸载荷作用下的动态响应分析，并探讨冲击波作用于上层建筑结构时的传播特性，分析讨论不同位置处结构的动态响应问题，以期对复合材料运用于舰船上层建筑结构的抗空爆性能作出响应预报。 首先，研究了空气自由场中爆炸冲击波的形成及传播规律，对冲击波所具有特点进行了简单的介绍，并在已有的冲击波超压峰值经验公式基础上进行对比总结。 其次，采用非线性有限元软件 ABAQUS，对爆炸冲击波在空气自由场中的传播过程进行数值仿真，并与超压经验公式进行比较，得到良好的精度。同时，对不同爆距情况下的夹芯复合材料板进行动态响应研究，并与实验结果进行对比，验证了所采用仿真模拟方法的可行性和准确性。 第三，通过对比等质量实体板与夹芯复合材料板在空爆载荷下结构的动态响应情况，肯定了夹芯板的抗空爆性能优势。从夹芯复合材料板的面板纤维铺设角度、芯材质量比和加强筋类型角度进行一体化设计，对其抗空爆性能进行优化。 第四，建立舰船复合材料上层建筑有限元模型，针对冲击波的传播特性，对其在空中爆炸冲击波载荷作用下，船体复合材料上层建筑结构的动态响应情况进行研究，从结构整体的变形损伤情况、加速度响应和能量吸收角度，预报夹芯复合材料上层建筑结构的响应及破坏。 |
| 作者： | 陈涛 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 郎济才;李军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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