冲击波载荷作用下舱壁结构响应及加强措施分析

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1、江苏科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于：(1)保密□，在年解密后适用本授权书。(2)不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日摘要摘要在现代海战中，由于穿甲技术的迅猛发展，必然会引起穿甲导弹在舰船内部发生爆炸。随着爆炸当量和爆炸冲

2、击波持续时间的明显增加，舰船舱壁结构所承受的爆炸冲击载荷更为恶劣。舱壁结构在短时间内将承受巨大的爆炸冲击，这对其抗爆抗冲击能力有了更高的要求。因此，积极开展冲击波载荷作用下舱壁结构响应及加强措施研究，对提高舰船的生命力和战斗力具有重要的意义。本文在爆炸冲击波理论的基础上，研究空中爆炸冲击波的数值仿真方法，开展了数值仿真技术的研究，并以我国典型作战舰船中的重点舱室为研究对象，对其结构的简化原则及建模标准化进行了研究，获得典型舰船的数值仿真有限元模型，再在冲击波载荷下对舱壁结构进行响应分析，以及响应预报并回归经验公式，最

3、后对舱壁结构进行加强措施研究，获得抗爆抗冲击性能更优的舱壁结构型式。主要研究内容如下：(1)研究爆炸冲击波理论，开展了有限元数值仿真技术的研究，并验证其可行性。在爆炸冲击波理论基础上，结合有限元MSC.DYTRAN基本理论，建立典型的平板结构模型，研究了空中爆炸冲击波的数值仿真方法，开展了数值仿真技术的研究，并将数值模拟计算结果与理论计算值进行比较，验证了此数值仿真技术的可行性；(2)对舱室结构进行简化以及建模标准化研究。在冲击波载荷下对舱室个数以及舱壁构件进行简化，确定简化的有限元模型。在此简化模型的基础上，分别对

4、欧拉网格大小、边界条件、耦合面大小、耦合方法、求解方法，进行数值仿真分析计算，最终确定该典型舱室结构的有限元建模标准；(3)冲击波载荷下舱壁结构的响应分析以及响应预报。对典型舰船进行重要舱室结构的数值模拟研究，分析爆炸冲击波对舱壁结构的影响，并计算舱壁结构在不同爆炸载荷下的结构响应，回归舱壁结构响应与爆炸距离、爆炸当量之间的关系，实现对典型舰船舱壁结构抗冲击性能的快速、准确预报；(4)舱壁结构的加强措施研究。针对爆炸冲击波对舱壁结构的破坏特征，考虑对舱壁结构进行局部加强，设计三种新型单层舱壁结构型式，结合数值仿真技术

5、，比较舱壁结构在加强措施下的爆炸响应，从而得到抗爆抗冲击性能较优的舱壁结构型式。关键词舱内爆炸；冲击波；结构响应；舱壁结构型式I江苏科技大学工学硕士学位论文IIAbstractABSTRACTIncurrentlynavalwarfare,penetratingmissilesboundtocauseanexplosionoccurredinsidetheshipduetotherapiddevelopmentofarmourtechnology.WiththesignificantincreaseinTNTequi

6、valentanddurationofexplosion,bulkheadstructureofthewarshipwouldsupportevenworseexplosionloading,andtheloadingwouldbeahugeexplosionimpactinashorttime,whichrequirementsthebulkheadwithbetteranti-explosionandanti-shockperformance.Therefore,it’simportanttoresearchon

7、bulkheadstructuralresponseandthecorrespondingstrengtheningmeasureforimprovingthefightingpowerandvitalityofthewarshipunderblastshockwaveloads.Onthebasisofexplosiveshockwavetheory,thispaperstudiesairblastnumericalsimulationmethodsandthenumericalsimulationtechnolo

8、gy,researchesonstructuralprincipleofsimplificationandstandardizedmodelingofthekeycabininChinesetypicalcombatshipandregressesempiricalformulawithbulkheadstructuralresponseana