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原文传递水下爆炸作用下舰船结构毁伤快速评估程序

论文题名：	水下爆炸作用下舰船结构毁伤快速评估程序
关键词：	舰船结构;水下爆炸;毁伤评估;剩余强度;气泡弯矩
摘要：	现代化鱼雷、水雷和反舰导弹对水面舰船的生命力与战斗力造成了极大的威胁，大型水面舰船的毁伤程度评估分析成为该领域的难点和热点问题。在实际应用中，如何快速评估水下爆炸对舰船造成毁伤后的剩余强度显得尤为重要，是战时舰船生命力保障的重要依据和支撑。基于水下爆炸对舰船的毁伤过程，本文将分别展开水下爆炸载荷计算、舰船遭受水下爆炸作用时的总纵强度分析和剩余强度校核计算三个部分，并根据相应的理论计算模型和经验公式，结合标准、规范以及提出的简化方法，编制了水下爆炸作用下舰船结构毁伤评估程序，从而对舰船遭受水下爆炸过程中的毁伤状态进行快速评估。最终，通过数值模型的有限元仿真对本文的评估程序可靠性进行检验，经验证，程序对水下爆炸作用下舰船结构毁伤评估的精度可满足工程实际需求，有良好的应用价值和广阔的应用前景。　　水下爆炸载荷计算程序模块主要对不同炸药量、不同炸点位置、不同测点位置的水下爆炸压力进行预报。采用半经验半解析公式描述水下爆炸各个阶段压力，将试验数据和ABAQUS有限元程序的分析结果与公式计算结果对比，验证该经验公式压力结果的准确性，最终将该套公式的计算流程形成了快速预报水下爆炸载荷的程序。　　水下爆炸作用下舰船总纵强度评估程序模块旨在开展舰船遭受水下爆炸作用时总纵强度校核研究。根据爆炸与环境参数，给出舰船遭受水下爆炸时所受载荷的计算方法，结合舰船目标的尺度参数等给出危险剖面信息的计算过程，依据相应规范来校核舰船总纵强度。提出了水下爆炸气泡弯矩的快速估算方法，并形成了校核水下爆炸下舰船总纵强度的程序。　　剩余强度评估程序模块的主要功能是实现水下爆炸作用舰船毁伤后的剩余强度评估。以遭受水下爆炸作用后毁伤的舰船为研究基础，重新计算了舰船遭受的所有载荷以及产生破口后的危险剖面信息，以相应规范为参考给出校核舰船水下爆炸后剩余强度的校核方法。探讨了水下爆炸后舰船结构产生破口时危险剖面的构件折减问题，提出了基于构件分组思想对危险剖面的参数进行计算的方法，形成了舰船遭受水下爆炸作用后的剩余强度校核程序。　　通过有限元数值模拟，对水下爆炸作用下舰船总纵强度与剩余强度评估程序模块中的气泡弯矩快速估算方法以及构件分组折减计算剖面参数的方法进行验证。利用简单船体梁模型开展水下爆炸数值计算，并对毁伤后的模型进行剩余极限强度分析，最终分别将数值计算得到的水下爆炸弯矩与气泡弯矩快速估算方法的计算结果、剩余极限强度仿真分析中得到的极限弯矩与构件分组折减方法的计算结果进行对比，验证了两个评估程序模块中采用的两种方法的合理性与可靠性，并给出了水下爆炸气泡弯矩动态修正系数的取值范围。
作者：	翟金柱
专业：	船舶与海洋工程
导师：	孔祥韶
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2022