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原文传递水下爆炸冲击环境相似性研究

论文题名：	水下爆炸冲击环境相似性研究
关键词：	水下爆炸;相似性;冲击环境
摘要：	本论文主要采用数值仿真的计算方法，探讨了水下爆炸时结构相似性研究的如下几方面的问题。首先指出了传统冲击因子在描述水下爆炸冲击环境时的不足，主要以双层加肋圆柱壳结构为研究模型。数值仿真结果表明：等冲击因子中远场工况下产生的冲击环境是等效的。传统冲击因子的缺陷在于忽略了冲击波的球面特征，越是近场就越需考虑冲击波的球状特征，传统冲击因子不适宜描述水下近场爆炸冲击环境。针对传统冲击因子在描述近距离水下爆炸相似性问题时存在的一些不足，对传统冲击因子进行修正，定义了一种新型的冲击因子，使之较传统冲击因子有更加广泛的适用范围并提高精度。对于一个确定的模型，新型冲击因子能较准确的描述水下爆炸冲击响应，无论何种工况只要冲击因子相等，结构的冲击响应总体效果近似相等，冲击因子大则模型结构的冲击响应总体效果大，反之亦然。新型冲击因子的这些特性将有助于舰船冲击环境的数值分析和实验研究。对于数值分析只需要设计少量的工况，就可以较全面的了解舰船结构的冲击响应特性，大大节省了计算时间。对原型与模型试验水下爆炸冲击响应相似性进行初探，通过数值试验验证了舰船远场水下爆炸冲击波能量、压力峰值、结构动响应和应力等基本符合几何相似律，应用几何相似律能够有效的通过相似模型试验预测原结构遭受水下爆炸时的冲击振动特性。最后提出几何相似律用于舰船抗冲击试验中的局限性，即由于所有构件尺寸都按同一比例作几何相似，将导致某些构件(如型材等)的尺寸过小，模型实际建造过于复杂难以实现。本文将相似模型作为基础标准形式，根据实际工程需要提出材料等效和摊板厚两种结构变异方法进行整改，给出了相似参数的选取公式，相似参数的选取应在1～λ<,max>范围内，以达到工程的实际需要，并期望能找到有效的方法将模型水池爆炸的试验结果应用到实船爆炸的研究中。
作者：	曹宇
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