舰船舷侧典型防护结构抗爆抗冲击研究

论文摘要

舰船抗爆抗冲击性能和舰船生命力的研究一直受到各个国家的重视,现代舰船为提高其抗爆抗冲击能力,保证舰船在受到水下武器攻击条件下所产生的破损或毁伤程度被控制在允许的状态和范围内,通常在舷侧设置多层防护结构。舰船舷侧防护结构在爆炸冲击下的响应是一个复杂的问题,涉及结构动力学、波动学等诸多学科,属于工程力学范围。本文对某大型水面舰船舱段的舷侧典型防护结构在水下非接触和接触爆炸下的抗爆抗冲击能力进行研究,尤其是对防护水舱及横隔板结构的抗爆抗冲击力学原理进行详细分析。同时根据水下接触爆炸的特点,对冲击波、射流及爆炸碎片对结构的破坏作用进行了详细的研究。首先,建立典型舱段有限元模型,并基于有限元软件ABAQUS对舷侧防护结构在水下接触爆炸和非接触爆炸下的冲击响应进行精确模拟,并对其抗爆抗冲击性能进行初步分析,得出舷侧防护结构中起主要作用的重要结构部分。其次,对舷侧防护结构中的重要部分防护水舱、横隔板等结构的抗爆抗冲击性能及防护机理进行详细研究。从力学角度对舷侧防护水舱、横隔板等结构的防护作用机理、防护特性进行深入的研究,得出其在舷侧防护结构中的最优结构形式。最后,针对水下接触爆炸的特点,运用波动学理论提出了一种计及爆炸冲击波、射流、爆炸碎片共同作用下对舷侧防护结构破坏的计算方法,并与传统只考虑冲击波破坏作用的计算方法进行对比,从而更好的反映接触爆炸对舷侧防护结构的破坏。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究目的、意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文主要工作
• 第2章 有限元模型介绍及工况设置
• 2.1 引言
• 2.2 有限元模型建立
• 2.3 材料属性
• 2.4 考核点及工况设置
• 2.4.1 考核点的布置
• 2.4.2 工况设置
• 2.5 本章小结
• 第3章 舷侧防护结构防护性能有限元研究
• 3.1 引言
• 3.2 舷侧防护结构组成
• 3.3 非接触爆炸下舷侧防护结构防护性能研究
• 3.3.1 防护水舱防护作用分析
• 3.3.2 防护舱室大小对比分析
• 3.3.3 防护舱室板厚对比分析
• 3.4 接触爆炸下舷侧防护结构防护性能研究
• 3.5 本章小结
• 第4章 舷侧防护结构抗爆抗冲击中的力学原理
• 4.1 防护水舱防护性能研究
• 4.1.1 工况设置
• 4.1.2 结构响应对比分析
• 4.1.3 防护水舱吸能能力分析
• 4.1.4 结构响应频域分析
• 4.2 横隔板在舷侧防护结构中的作用研究
• 4.3 本章小结
• 第5章 接触爆炸对舷侧防护结构综合毁伤研究
• 5.1 爆炸冲击波的产生
• 5.2 水下爆炸混合产物生成过程分析
• 5.2.1 水下爆炸混合产物射流的产生
• 5.2.2 水下爆炸混合产物碎片的产生
• 5.3 水下爆炸混合产物破坏作用研究
• 5.3.1 水下爆炸混合产物
• 5.3.2 水下爆炸混合产物对结构的破坏
• 5.4 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