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船体结构在舱室内爆中的饱和冲量研究
| 论文题名： | 船体结构在舱室内爆中的饱和冲量研究 |
| 关键词： | 船体结构;塑性响应;饱和冲量;舱室内爆载荷 |
| 摘要： | 为与时俱进地建设海洋强国，不断提升我国海上综合实力，构建系统海洋战略布局，我国海上防御建设需要同步跟进、不断发展。开展船舶与海洋工程结构安全与冲击防护研究，为船海结构抗爆炸抗冲击性能提供依据，是海上防御建设的必要环节。 随着穿甲武器威力的提升，目前爆炸载荷多为舱室内爆载荷。本文对空爆和舱室内爆进行对比分析，关注对舱室内爆载荷作用下船体结构动态塑性响应产生有效作用的饱和冲量，探讨了基于饱和冲量研究的内爆参数、加筋形式对舱室内爆载荷作用下船体结构动态塑性响应的影响。为了便于实际工程应用，通常将复杂载荷等效为简单载荷简化计算。本文对比分析了几种载荷等效方法，验证了饱和等效法在舱室内爆中应用的优越性，提供了舱室内爆载荷简化及船体结构动态塑性响应计算的方法。本文的主要研究内容及成果包括： （1）研究了爆炸冲击波的基本特征，对表示爆炸冲击波强度的三个重要参数进行一系列经验公式计算结果和有限元数值仿真结果的对比分析，并通过经验公式计算和有限元数值仿真对比了空爆和舱室内爆的载荷特征； （2）基于考虑饱和冲量的舱室内爆载荷作用下船体结构动态塑性响应研究，得到了舱室板结构中心点无量纲饱和挠度与无量纲饱和冲量间的线性关系式，分析总结了炸药量、板厚、加筋形式与舱室板结构中心点无量纲饱和挠度及准静态超压的关系，确定了加筋形式及加筋组合对舱室抗爆性能的影响； （3）将复杂的舱室内爆载荷按冲量一致的原则简化，得到四种简单载荷模型并对四种简单载荷模型进行刚塑性理论推导和弹塑性有限元对比分析，发现同一舱室内爆载荷在冲量相等的情况下等效出的不同载荷模型作用下，对应的结构动态塑性动力响应一致； （4）将Youngdahl等效法、全脉冲等效法和饱和等效法分别应用于舱室内爆简化后得到的简单载荷模型和复杂的舱室内爆载荷中，并探讨其适用性的优劣，最终得到饱和等效方法更优的结论；进一步地，提供了饱和等效方法在舱室内爆中的应用流程。 本文对舱室内爆中饱和冲量现象和相关参数间关系的研究，以及对舱室内爆载荷等效方法的研究，均为研究船体结构在舱室内爆载荷作用下的动态塑性响应提供了参考，对船舶与海洋工程结构的抗爆、抗冲击设计具有重要的工程意义和学术意义。 |
| 作者： | 王佳月 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 朱凌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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