原文传递
高桩码头水下爆炸缩比模型试验与毁伤模式研究
| 论文题名： | 高桩码头水下爆炸缩比模型试验与毁伤模式研究 |
| 关键词： | 高桩码头;水下爆炸;缩比模型试验;毁伤模式 |
| 摘要： | 我国属于一个海洋大国，舰艇承担着海上侦查、训练、运输等任务，为维护我国海洋权益提供了巨大的保障。而军用码头作为舰艇的后方依托又承担着战时舰艇停泊、装卸物资、检修等任务。本文以军用高桩码头作为研究对象，其结构为透空结构，适用于软土地基区域，码头上部为混凝土浇筑的面板，由打入地底深度几十米的桩基支撑，由于其长度为几百米，又属于超静定结构，因此一般当量的弹药进行空爆或侵彻爆炸很难将其摧毁，为此本文以水下爆炸作为毁伤条件，对高桩码头的毁伤模式进行探究。 首先，本文对以往高桩码头试验进行分析，包括毁伤机理，如气泡射流、气泡脉动、冲击波等对其毁伤，并发现以往码头试验不足之处，其主要原因在于高桩码头属于超静定结构，加之不合理的缩比，使得远距离爆炸很难使其产生毁伤。因此国内对高桩码头的实验，为了使码头产生破坏，往往将爆源设置在码头下方，这也造成国内对高桩码头的毁伤研究多集中在混凝土结构的抗爆性能上。 其次，本文从高桩码头易损性出发，分析出高桩码头在经受爆炸后，属于不易损坏结构。为了探究高桩码头毁伤模式，首先先对码头目标特性和典型的打击武器进行介绍和分析，后在前人研究的基础上对高桩码头毁伤模式进行总结。 再次，本文从经济角度和缩短试验周期角度出发，通过相似定理，对高桩码头进行了1∶3的缩比，对不相似的物理量进行了特殊处理，同时本文还对爆源进行了可靠的缩比设计，使高桩码头模型与原型满足几何相似、运动相似、动力相似，确保此次高桩码头试验所呈现出的毁伤模式与原型一致。从以往高桩码头毁伤机理的基础上，对此次高桩码头所要测量数据进行了归纳。并对此次试验所采用的测量技术进行了介绍，如双目测量原理、应变片测试原理、低频振子原理等。 最后，本文对此次试验数据进行了分析，包括加速度、应变、位移等数据，并在此基础上，对码头的毁伤模式及机理进行分析总结：（1）高桩码头的毁伤包括由冲击波、气泡脉动、射流等原因造成的桩基损伤。（2）由于高桩码头重心高，水下爆炸产生巨大波浪，在侧面强冲击下容易激发其低阶模态形成共振大变形，从而提出了整体位移使整个桩基断裂的毁伤模式。 |
| 作者： | 冯晓远 |
| 专业： | 兵器工程 |
| 导师： | 姚养无;杜志鹏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中北大学 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
