原文传递
50米钢质艇与复合材料艇抗爆性能对比分析
| 论文题名： | 50米钢质艇与复合材料艇抗爆性能对比分析 |
| 关键词： | 钢质舰艇;复合材料艇;抗爆性能;有限元模型 |
| 摘要： | 舰船在战时执行任务过程中,不可避免的会面临非接触爆炸引起的冲击破坏问题。非接触爆炸作用于船体结构时,会造成船体结构及船用设备大范围的破坏。因此,必须对舰船在非接触水下爆炸下的破坏效应进行研究。 舰船结构与设备抗冲击响应的激励源是水下爆炸载荷,对其进行准确的描述是研究舰船抗冲击响应的基础,因此本文首先对水下爆炸载荷进行了研究,并针对无限水域炸药的爆炸过程,利用瞬态动力学软件MSC.DYTRAN进行了数值计算,获得了水下爆炸载荷特点及变化规律,结果与经验公式吻合较好;对空背板的抗冲击响应进行了仿真,与试验结果相符合。 然后,建立了某复合材料舰艇有限元模型,并对其抗冲击性能进行了分析。当冲击波峰值压力传递到舰船时,舰船位移响应迅速增大,然后趋于平稳;对于船体外板,横舱壁之间和甲板之间的变形较大,最大变形出现在二甲板与三甲板之间,四、五横舱壁以及五、六横舱壁之间。舰船的加速度响应具有高频特性,并且在冲击波载荷作用下,舰船加速度比较大,部分节点可以达到接近5000m/s2。对舰船上一些观测节点通过蔡-吴张量失效准则(E.M.Wu)进行了校核,认为本复合材料舰艇在本文定义的冲击环境下并没有发生失效。 接着,建立了型表面与复合材料舰艇相同的两钢质舰艇(质量与复合材料舰艇相当、尺寸厚度与复合材料舰艇相当),对两舰艇抗冲击性能进行了仿真,并与复合材料舰艇进行了对比分析,认为复合材料舰艇抗冲击性能要比低磁钢舰艇抗冲击性能好。 另外,本文对比了低碳钢与低磁钢材料抗冲击性能。低碳钢因应变率敏感性较高,动态屈服应力提高显著,可以承受更大的冲击载荷。同时,本文研究了材料模型的设置、应变率效应对仿真结果的影响进行了研究。考虑应变率的与否以及应变率参数的选择对仿真结果影响较大。 |
| 作者： | 王海保 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 边文凤 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
