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爆炸载荷作用下船舶舷侧结构毁伤与防护特性研究
| 论文题名： | 爆炸载荷作用下船舶舷侧结构毁伤与防护特性研究 |
| 关键词： | 非接触爆炸;载荷作用;船舶;舷侧结构;毁伤程度;舷侧防护;水面舰船;气泡射流;水下接触爆炸;水下爆炸冲击波;拉格朗日方法;爆炸作用;水舱;流固耦合;抗冲击能力;响应特性;防护性能;防护结构;动态响应;爆炸气泡 |
| 摘要： | 随着现代兵器技术的不断变化和快速发展，大型水面舰船在现代战争中发挥着日益重要的作用，大型水面舰船的船体结构也面临着日益严重的威胁，如何保证舰船的有效生命力，提高舰船的抗爆抗冲击能力就成为各个军事强国研究的焦点。在保证舰船生命力的各种方式中，设置舷侧防护结构是提高舰船抗爆抗冲击能力，保护舰船内部结构不受破坏的一种重要方式，特别是舷侧防护水舱对水下接触爆炸起着及其重要的作用。 本文以XXX大型水面舰船为典型结构，采用耦合欧拉-拉格朗日方法，详细研究了大型水面舰船在水下非接触爆炸、接触爆炸以及爆炸气泡射流冲击作用下的动态响应、毁伤程度以及防护特性。论文具体内容如下： 第1章分别从理论研究、试验研究和数值仿真的角度对舷侧防护结构在水下爆炸载荷作用下动态响应的研究现状和发展方向进行了详述分析。总结了尚需进一步研究的方向，为后续研究奠定了基础。 第2章在阐述流固耦合数值计算种不同方法的基础上，详细论述了耦合欧拉-拉格朗日（CEL）方法的基本理论，研究了耦合欧拉-拉格朗日（CEL）方法在本文所研究问题中的实现途径。在此基础上建立舰船舱段结构和防护水舱内液体的流固耦合的数值计算系统。 第3章对舷侧结构在水下非接触爆炸作用下的防护性能进行了研究。利用有限元方法模拟水下爆炸冲击波，分析舰船舱段在中远场非接触爆炸作用下的结构响应特性、频域特性以及防护水舱的液体的吸能特性。 第4章对舷侧结构在水下接触爆炸作用下的毁伤与防护性能进行了研究。分析了在近场鱼雷攻击舰船不同位置时舰船结构的响应特性以及毁伤程度。同时，着重研究了破片对舷侧防护水舱的毁伤程度，对不同形状、不同长细比的破片对防护水舱的损伤做了详细的分析，给出了破片对舷侧结构的毁伤规律。 第5章在冲击波对舷侧结构毁伤与防护研究的基础上，基于水下爆炸气泡动力学理论及计算方法，分析了装药的初始形状对气泡动态特性的影响。结合与气泡运动、气泡载荷相关的各种特征参数，总结了气泡射流、脉动压力等载荷计算公式。在此基础上着重研究了近场爆炸时气泡射流对舰船舷侧结构的毁伤特性。 |
| 作者： | 李卓 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 张阿漫 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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