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原文传递多发武器攻击时水面舰艇的结构响应研究

论文题名：	多发武器攻击时水面舰艇的结构响应研究
关键词：	舰艇;冲击环境;结构响应;有限元法;武器攻击
摘要：	本论文采用有限元方法对水面舰艇的冲击响应进行分析，探讨了水面舰艇在遭受多发武器命中时结构的冲击环境和响应规律，具体从下面几个方面进行了研究： 1、分析国内外海军在舰艇抗冲击领域内的发展以及我国开展的相关研究，对我国的研究现状和亟待发展的抗冲击技术进行论述。虽然我国开展水下爆炸研究不算晚，但是没有形成规模和体系，尤其在舰船抗冲击标准的制定方面，还没有形成具有我国特色的舰船抗冲击设计标准。但是，随着我国对舰船抗冲击技术的日益重视，研究队伍的不断锤炼，通过组建国家队进行实船水下爆炸试验研究，我国的舰船抗冲击技术会不断地得到提升。 2、在建立整船有限元模型基础上，设定96种计算工况，分别进行舰船抗冲击计算。分别对舰船遭受单发武器攻击，双发武器同时攻击和双发武器延时攻击三种情况进行分析，对药包设定了不同距离、不同角度和不同药量，探讨了结构的响应随着爆距、角度和药量变化的规律，并对三种情况进行了对比分析。 3、在单发武器命中舰艇时，主要探讨了舰船各分段的冲击响应沿船长方向的分布，舰船总体响应随爆距的变化，船体总体响应随攻击角度的变化和随药量的变化。分析的结果表明：近场爆炸冲击响应具有局部性，中远场爆炸冲击响应具有整体性；舰船总体冲击响应随爆距的增加而减小，与爆炸攻击角度的关系不大，随攻击角度的增加略有增加，随药量的增加而增大，但并不呈线性关系。 4、在两发武器同时和延时命中舰船时，也从舰船各分段的冲击响应沿船长的分布，总体响应随爆距、角度和药量的变化几个方面进行了分析。分析的结果表明：由于药包分布距离较大，在远场爆炸和中远场爆炸工况中，船上冲击响应趋于均匀化；船体的冲击响应随药包爆距的增加而减小。不论是同时命中还是延时命中时，对首中爆炸的各工况，舰船首部的冲击响应无论是无量纲谱速度均值还是无量纲谱加速度均值都比其他部位大很多。药包在首部先爆，中部延迟0.06s爆炸对船体总体产生的冲击响应最大，药包在中部先爆，尾部延迟0.06s爆炸对船体总体产生的冲击响应次之，药包在尾部先爆，首部延迟0.06s爆炸对船体总体产生的冲击响应最小。 5、通过三种爆炸方式的对比分析，双发武器同时命中舰艇时结构的响应最大，延时情况次之。但是与单发武器分别在不同位置爆炸产生的结构响应相比，都不如两个单发武器之和产生的效果大。通过对水面舰艇遭受多发武器攻击后的冲击环境研究，给出水面舰艇结构随爆距、角度和药量变化的规律，并采用无量纲的方法进行了数据处理，使之能够在更多的水面舰艇上应用。该方法对于水面舰艇抗冲击设计具有一定的借鉴意义，对于水面舰艇的生命力评估也具有一定的工程价值。
作者：	许维军
专业：	船舶与海洋结构物设计制造
导师：	姚熊亮
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2006
正文语种：	中文