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水下非接触爆炸作用下舱段模型的动态响应

爆炸与冲击 2008年第4期28卷 360-366页

作者：程素秋樊宝顺薛飞王巍 91439部队96分队

对舱段缩比模型遭受水下爆炸冲击载荷时的动态响应进行了测量与分析.模型是参照水面舰船的典型舱段而设计的.用于评估普通船用钢材料模型的冲击响应。试验工况为远场非接触爆炸,介绍了药包/模型的几何特性.以及用装在舱室内、甲板处和... 详细信息

对舱段缩比模型遭受水下爆炸冲击载荷时的动态响应进行了测量与分析.模型是参照水面舰船的典型舱段而设计的.用于评估普通船用钢材料模型的冲击响应。试验工况为远场非接触爆炸,介绍了药包/模型的几何特性.以及用装在舱室内、甲板处和龙骨上的加速度计来测量舱段模型的冲击运动。

关键词：爆炸力学动态响应水下非接触爆炸舱段缩比模型

水下非接触爆炸舰员抗冲击防护地板设计与试验

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中国舰船研究 2019年第3期14卷 38-43,57页

作者：周欣王汝夯李冰周健海军驻上海江南造船(集团)有限责任公司军事代表室上海201913 中国舰船研究设计中心湖北武汉430064

[目的]为有效保护水面舰船舰员免受水下非接触爆炸所引起的冲击损伤,[方法]在分析水面舰船人员冲击环境和安全限值的基础上,提出舰员抗冲击防护地板设计方法,设计一种具有非线性变刚度力学特性的新型抗冲击弹性地板。在模拟舰船典型中... 详细信息

[目的]为有效保护水面舰船舰员免受水下非接触爆炸所引起的冲击损伤,[方法]在分析水面舰船人员冲击环境和安全限值的基础上,提出舰员抗冲击防护地板设计方法,设计一种具有非线性变刚度力学特性的新型抗冲击弹性地板。在模拟舰船典型中、重度冲击环境的冲击台试验中,对抗冲击弹性地板的防护效果进行验证和评估。[结果]结果表明,抗冲击弹性地板可以衰减88%以上的冲击载荷,能有效降低对舰员的冲击损伤程度。[结论]所做研究可为舰船冲击环境恶劣的部位提供有效的舰员抗冲击防护。

关键词：水下非接触爆炸安全冲击环境抗冲击抗冲击弹性地板

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水下非接触爆炸下船体爆炸弯矩简化计算方法

中国舰船研究 2017年第3期12卷 58-63页

作者：吴广明陈炜吴敌李正国中国舰船研究设计中心上海201108

[目的]水下非接触爆炸冲击能引起船体强烈的总纵弯曲运动,威胁船体总纵强度。采用详细的有限元建模进行水下非接触爆炸计算虽然可以获得船体爆炸弯矩,进而计算船体水下非接触爆炸作用下的船体总纵强度,但该方法工作量较大且较为复杂。为... 详细信息

[目的]水下非接触爆炸冲击能引起船体强烈的总纵弯曲运动,威胁船体总纵强度。采用详细的有限元建模进行水下非接触爆炸计算虽然可以获得船体爆炸弯矩,进而计算船体水下非接触爆炸作用下的船体总纵强度,但该方法工作量较大且较为复杂。为此,[方法]提出一种基于梁模型的船体水下非接触爆炸弯矩简化计算方法,运用ABAQUS有限元软件,建立船体详细有限元模型和船体梁简化模型,并分别进行水下非接触爆炸工况下危险剖面的爆炸弯矩计算。[结果]计算结果表明,建立的船体梁简化模型不仅建模简单,而且爆炸弯矩计算精度良好。[结论]所得结果可为水下非接触爆炸下船体爆炸弯矩的快速估算提供参考。

关键词：船体梁水下非接触爆炸总纵强度爆炸弯矩

水下非接触爆炸载荷下双层底结构单元抗冲击性能研究

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舰船科学技术 2008年第6期30卷 39-43页

作者：马欣张延昌王自力江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏镇江212003 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200030

舰船结构水下非接触爆炸的动态响应研究是舰船生命力评估的基础。基于普通双底结构,设计了3种新式的X型、Y型双底单元和Ⅰ型双层底结构单元,分析了4种结构在200 kg TNT炸药不同爆距冲击波载荷作用下的损伤变形特征,运动响应以及结构的... 详细信息

舰船结构水下非接触爆炸的动态响应研究是舰船生命力评估的基础。基于普通双底结构,设计了3种新式的X型、Y型双底单元和Ⅰ型双层底结构单元,分析了4种结构在200 kg TNT炸药不同爆距冲击波载荷作用下的损伤变形特征,运动响应以及结构的吸能特性。结果表明,X型、Y型单元吸收较少能量,尤其内底板吸收能量少,应变、冲击速度和加速度响应值也小,内底板更安全。Ⅰ型单元外底板的变形和应变小,其安全半径约为15 m,其余3种单元安全半径都约为20 m。4种结构临界半径都小于10 m。

关键词：舰船水下非接触爆炸双层底结构单元

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水下非接触爆炸下船舶损伤模式研究

水下非接触爆炸下船舶损伤模式研究

作者：刘孝华中科技大学

学位级别：硕士

随着科学技术的发展,高爆、非接触水下爆炸对船舶设备造成的冲击振动损伤越来越大,对船舶及其设备在水下非接触爆炸下的振动响应进行分析有助于深入研究船舶设备的在受到爆炸影响下的损伤模式,为船舶的前期设计、使用维护、性能评估提... 详细信息

随着科学技术的发展,高爆、非接触水下爆炸对船舶设备造成的冲击振动损伤越来越大,对船舶及其设备在水下非接触爆炸下的振动响应进行分析有助于深入研究船舶设备的在受到爆炸影响下的损伤模式,为船舶的前期设计、使用维护、性能评估提供良好的数据支撑。本文从水下非接触爆炸下船舶设备的冲击振动产生过程——从炸药水下爆炸的物理化学反应,到其产生的冲击通过流固耦合传递到船体并引起船舶设备振动的三个重要环节着手,对船舶受到水下爆炸影响时所涉及的有关问题进行了关键理论的分析与研究。研究了船舶设备受冲击振动的理论计算方法体系,在应用CJ爆轰理论和JWL状态方程对炸药的水下爆炸过程及其效应描述的基础上,分析了ALE流固耦合算法在对水下爆炸产生的冲击波效应和气泡脉动效应施加到船体应用中的有关问题。研究了不同的隔振装置模型,考虑将水下爆炸所导致的传递到具体设备的振动通过加速度来表征,基于设备的加速度响应对设备的损伤阈值进行界定,建立了基于概率的设备损伤度评判准则,同时引入基于损伤概率的损伤模式划分,完成了整个基于水下非接触爆炸下船舶损伤模式的分析。将损伤树分析理论引入船舶损伤模式分析,通过对船舶损伤概率的整体分析,对一定工况下设备损伤对船舶安全的重要度进行了评估。综合应用计算机仿真与虚拟现实有关理论,编程实现了基于损伤树的船舶在水下非接触爆炸下的损伤模式系统软件开发,增强了对一定工况下船舶及其设备损伤度及损伤模式查看和分析的真实感和沉浸感。

关键词：水下非接触爆炸冲击振动损伤模式损伤树

水下非接触爆炸载荷作用下船体结构强度数值模拟

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同方学位论文库

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水下非接触爆炸载荷作用下船体结构强度数值模拟

作者：夏强烟台大学

学位级别：硕士

水下非接触爆炸对船体结构的影响是现代船舶设计时不可缺少的重要环节,爆炸可能使船体瞬间折断,产生的冲击波会使船底或舷侧发生塑性变形。近年来我国科研人员对该问题进行了大量的理论模拟和研究,但和实船结构的抗爆效果仍然存在较大差... 详细信息

水下非接触爆炸对船体结构的影响是现代船舶设计时不可缺少的重要环节,爆炸可能使船体瞬间折断,产生的冲击波会使船底或舷侧发生塑性变形。近年来我国科研人员对该问题进行了大量的理论模拟和研究,但和实船结构的抗爆效果仍然存在较大差距,所以深入开展船体结构的水下抗爆模拟研究十分必要。本课题运用ABAQUS声固耦合有限元方法,对水下非接触爆炸冲击下船体结构的总强度和局部强度进行模拟仿真研究,为船体实际结构设计提供设计参考。论文的主要研究内容如下:（1）查阅参考文献,对国内外船舶水下非接触爆炸的研究历史和研究现状进行综合分析,提出了课题的研究方法和主要研究内容。（2）对ABAQUS四种计算水下非接触爆炸声固耦合方法进行介绍,探讨了声固耦合理论,特定条件下的条件方程和声学流体平衡控制方程,给出三种载荷的计算公式,为课题研究打下理论基础。（3）建立运输船船体有限元模型,包括各层甲板、外板、上层建筑以及部分加强结构等,并建立了六倍水域模型。开展了有限元模态仿真工作,模拟计算结果与经验公式计算得到的结果二者相近,振型良好,证明了有限元模型的有效性。（4）分析了影响船体水下爆炸作用的主要因素,分别计算不同工况下船体结构的响应,由数值模拟结果总结响应规律,再将总结出的规律和实际海况对比分析。模拟仿真结果用于反馈船体设计的不足,指导船体的结构设计。（5）根据船体应力、应变等参数变化情况,分析横舱壁剖面的强度,甲板应力变化,以及流场速度和加速度之间的对应关系,结果表明符合设计要求。论文的研究工作,为船舶水下抗爆设计提供了一定的理论参考,具有重要的研究意义。

关键词：水下非接触爆炸声固耦合船体结构响应分析总结规律

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同方学位论文库

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水下非接触爆炸冲击下船体结构强度计算研究

水下非接触爆炸冲击下船体结构强度计算研究

作者：吴敌中国舰船研究院

学位级别：硕士

水下非接触爆炸下舰船结构强度是舰船生命力的重要组成部分。水下非接触爆炸冲击作用将引起整船巨大冲击动力响应,极端情况下可能引起舰船瞬间折断,威胁到船体总纵强度,同时水下爆炸冲击波能够引起船底或舷侧结构较大塑性变形,对船体局... 详细信息

水下非接触爆炸下舰船结构强度是舰船生命力的重要组成部分。水下非接触爆炸冲击作用将引起整船巨大冲击动力响应,极端情况下可能引起舰船瞬间折断,威胁到船体总纵强度,同时水下爆炸冲击波能够引起船底或舷侧结构较大塑性变形,对船体局部强度产生重要影响。水下爆炸冲击下舰船结构强度研究一直受到各国海军关注。近年来随着我国对舰船抗爆抗冲击要求的逐渐提高,国内也已经开展了大量的相关研究,但目前的工作离实船结构抗爆设计运用仍有较大差距,深入开展船体结构抗水下爆炸冲击设计相关研究十分必要。本文在ABAQUS声固耦合有限元方法基础上,进行水下非接触爆炸冲击下舰船的总强度和局部强度研究,旨在为舰船抗水下爆炸冲击的结构设计提供参考。本文主要研究内容及结论如下:(1)对ABAQUS水下非接触爆炸声固耦合计算方法进行介绍和算例验证。在分析现有各种水下爆炸数值计算方法的基础上,详细介绍ABAQUS声固耦合方法的理论及边界条件设置。参照理论解和实船试验数据,进行算例验证;(2)对某船进行了详细全船有限元建模,包括各层甲板、上层建筑、外板、甲板骨材等结构,并创建水域模型。对全船模型进行湿模态计算,船体梁低阶频率与经验公式计算值相差很小,各阶振型良好,验证了本文建立的全船有限元模型的准确性;(3)对水下非接触爆炸作用下船体总纵强度进行了计算研究。分别使用全船有限元模型和船体梁简化模型进行典型水下非接触爆炸工况计算,分析校核了全船模型危险剖面塑性应变,并对比分析了两种计算模型剖面爆炸弯矩曲线及中垂中拱最大爆炸弯矩。结果表明简化模型爆炸弯矩计算精度良好,可为水下非接触爆炸下船体梁爆炸弯矩估算提供参考;(4)对水下非接触爆炸作用下船体舱段结构局部强度进行了计算研究。建立并验证了基于三舱段的局部结构水下非接触爆炸强度计算模型。对外底板厚、强肋骨和龙骨数量等设计参数变化后的舱段模型进行水下非接触爆炸强度计算,从塑性应变、动应力峰值和加速度峰值三方面分析舱段设计参数改变对舱段局部结构抗爆抗冲击性能的影响规律,可为舱段结构抗水下爆炸冲击设计提供参考。

关键词：水下非接触爆炸声固耦合结构强度爆炸弯矩参数讨论

水下非接触爆炸冲击波作用下舰船结构的动态响应与抗冲击性研究

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水下非接触爆炸冲击波作用下舰船结构的动态响应与抗冲击性研究

作者：曹博大连海事大学

学位级别：硕士

军舰作为海上的作战平台,从它问世之日起,就面临着敌方各种武器攻击爆炸所产生冲击的威胁。而且在现代海战中,随着水中兵器、导弹和激光弹的快速发展,炸药当量及冲击持续时间显著增加,精确的制导技术使武器命中率在很大程度上得以提高,... 详细信息

军舰作为海上的作战平台,从它问世之日起,就面临着敌方各种武器攻击爆炸所产生冲击的威胁。而且在现代海战中,随着水中兵器、导弹和激光弹的快速发展,炸药当量及冲击持续时间显著增加,精确的制导技术使武器命中率在很大程度上得以提高,舰船的冲击环境变得更为恶劣。因此,舰船在其服役期间不可避免会面临冲击环境问题,如何提高船体结构和设备及人员的抗冲击能力,将直接关系到舰船在战斗中的战斗力和生命力,必须认真对待。本文运用理论分析和数值计算相结合的方法,对军舰机舱结构和主机设备在水下非接触爆炸冲击波作用下的动态响应和抗冲击性进行了研究。本文完成了以下工作：(1)介绍了水下非接触爆炸舰船动态响应及抗冲击性研究的基本理论。(2)应用***和***软件数值模拟水下爆炸冲击波,将数值仿真所得的相关结果与经验公式的计算结果进行比较可得：当计算水域的网格划分适当时,计算值和经验值整体吻合得较好。因此,本文数值计算的方法能够较好地仿真水下爆炸的爆轰过程和冲击波的传播过程。(3)对水下非接触爆炸冲击波作用下简单加筋板的动态响应进行了数值仿真计算。(4)选取的研究对象为舰船机舱,包括机舱结构、主机基座和主机设备等。选取多种计算工况,如：炸药当量一定时,改变爆距(指炸药距离水面的垂向距离)形成几种工况;或者爆距一定时,改变炸药当量形成另外几种工况。此外,为考虑舷侧不同角度爆炸对机舱舱段动态响应的影响,在某一确定爆距和炸药当量时,如本文中选取爆距为30m,炸药当量为300kg,然后依次选取爆炸的方位角度θ为15°、30°、45°、60°。最后,选取机舱内若干位置作为考察点。通过改变计算工况对军舰机舱舱段在水下非接触爆炸冲击波作用下的动态响应进行数值仿真计算,得到了结构和设备的动态响应,分析并总结规律。对水下非接触爆炸冲击波作用下军舰机舱舱段的抗冲击性进行了研究。主要考虑两个方面：一方面是机舱结构的抗冲击性研究。以水下非接触爆炸冲击波作用下塑性变形能吸收特性作为参考,通过改变双层底间纵桁的结构形式进行数值计算,并与传统底纵桁结构形式的计算结果进行分析对比,得到相关结论。另一方面是设备的抗冲击性研究。通过改变基座面板和纵向腹板的厚度进行对设备抗冲击性的研究。

关键词：水下非接触爆炸冲击波动态响应抗冲击性

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水下非接触爆炸作用下的船体结构响应分析

计算机辅助工程 2013年第A2期22卷 248-251页

作者：祝祥刚刘莹陈舸鲍超明哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001

当遭受水下非接触爆炸载荷作用时,船体结构的响应规律十分复杂.用Abaqus对某船在一些水下非接触工况进行数值模拟.结果表明,船舶整体结构在非接触爆炸载荷作用下的响应规律与船体的垂向、纵向距离以及结构形式有关.

关键词：水下非接触爆炸船体结构响应