近场水下爆炸载荷及其对舰船局部结构毁伤研究

发布时间：2023-03-04 01:10

　　提高舰船的抗爆抗冲击能力一直以来都是各国提高海军战斗力的重要研究内容。尤其是在近年来世界海洋资源和海洋领土出现日益频繁争端以及各种反舰武器制导技术日益成熟的情况下,舰船结构受到鱼雷等大当量水下武器攻击的概率越来越大,因此舰船遭受近场水下爆炸攻击时的抗打击能力值得重点关注。本文在总结了近场水下爆炸基本特性的基础上,建立了平板、舱段及典型舰船结构模型,对其遭受近场水下爆炸的载荷、动响应以及毁伤特性进行了研究,对提高舰船的抗冲击水平有重要参考价值。首先,对当今国内外水下爆炸领域的研究成果及进展进行了阐述,针对近场水下爆炸的载荷特点,对水下爆炸冲击波和气泡射流载荷特性及其研究现状进行了简单总结,尤其针对作用过程相对复杂的气泡射流载荷的原理和过程进行了重点阐述,并对近场爆炸现象的进展进行了总结。其次,在阐述近场爆炸的冲击波和气泡射流载荷的载荷特性的同时,对其各自的计算方法和理论基础进行重点介绍。分别将有限元、边界元方法在模拟气泡运动形态方面与气泡试验结果进行对比,在此基础上确定了气泡射流载荷等效计算方法以及借助边界元理论对射流水柱等效体冲击结构的初始参数进行确定。并在此基础上确定了采用耦合欧拉-...

【文章页数】：101 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 水下爆炸研究进展
        1.2.2 射流载荷相关研究进展
    1.3 论文主要研究内容
第2章 近场水下爆炸载荷及计算方法
    2.1 引言
    2.2 近场水下爆炸载荷特性
        2.2.1 冲击波载荷特性
        2.2.2 气泡基本理论
        2.2.3 气泡射流载荷特性
    2.3 CEL耦合算法的理论基础
        2.3.1 拉格朗日算法
        2.3.2 欧拉算法
        2.3.3 耦合欧拉-拉格朗日算法
    2.4 本章小结
第3章 射流载荷冲击平板结构的动响应分析
    3.1 引言
    3.2 CEL算法对射流载荷及响应计算的有效性验证
        3.2.1 射流载荷压力的验证
        3.2.2 板架变形响应的验证
    3.3 流场域大小及网格密度对耦合算法精度影响
    3.4 基于CEL的射流载荷冲击钢板的动响应分析
        3.4.1 射流工况及参数的确定
        3.4.2 射流的载荷压力特性
        3.4.3 射流流体速度分布特性
        3.4.4 射流引起的结构剪应力分布特性
    3.5 本章小结
第4章 近场爆炸载荷对舱段结构的毁伤研究
    4.1 引言
    4.2 舱段模型及工况设置
        4.2.1 计算模型
        4.2.2 工况设置
    4.3 冲击波载荷作用阶段
    4.4 第一次气泡射流载荷作用过程
    4.5 第二次气泡射流载荷作用过程
    4.6 冲击波与射流联合作用结果分析
    4.7 本章小结
第5章 舰船结构近场水下爆炸剩余强度计算研究
    5.1 引言
    5.2 近场爆炸计算模型及工况设定
    5.3 冲击波与射流联合作用对船体的毁伤效应
    5.4 船体剩余强度计算方法
        5.4.1 破损波浪弯矩计算方法
        5.4.2 破损静水弯矩计算方法
    5.5 典型剖面的剖面模数计算
    5.6 破损舰船剩余强度分析
    5.7 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢



本文编号：3753446