潜艇水下碰撞特性数值研究.pdf

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1、第9卷第1期中国舰船研究V01．9No．11Q!堡生兰旦旦坠i里!!!!竺坚望!!旦!墨垒i卫垦!!!!!!垒!!坠：兰Q!兰doi：10．3969／j．issn．1673—3185．2014．01．015期千q网址：WWW。ship—research．com网络出版地址：http：／／www．cnki．net／kcms／doi／10．3969／j．issn．1673—3185．2014．01．015．html潜艇水下碰撞特性数值研究孙登成，郭君，吴铭，姬秀滨，祝祥刚，陈舸哈尔滨工程大学船舶工程

2、学院，黑龙江哈尔滨150001摘要：为分析碰撞中潜艇结构的损伤特性，选取2500t级双壳体潜艇作为研究对象，对潜艇结构进行等比例实体建模，并采取潜艇船艏与舷侧部位的撞击形式。利用大型非线性有限元软件Ls—Dyna，从能量、碰撞力和冲击环境3个角度研究碰撞的影响，得出以下结论：潜艇外壳及中间结构是吸能的主要结构，冈4度较弱的潜艇艏部会产生大的塑性变形区，而刚度较强的舷侧结构的响应则以动能为主，且伴随着小范围的塑性变形区；撞击力在艏部临界速度附近，产生单峰值及双峰值现象，并确定临界速度值约为15—1

3、6kn；船长方向的冲击环境成对数函数分布，按中级损伤程度，对艇员的影响区域为距离船艏撞击区约0．11倍艇长范围。关键词：碰撞；吸能；塑性变形；临界速度；冲击环境中图分类号：U663．2文献标志码：A文章编号：1673—3185(2014)Ol一105一06NumericalStudyontheUnderwaterCollisionCharacteristicsofaDoubleHullSubmarineSUNDengcheng，GUOJun，形UMing，jlXiubin，ZHUXianggan

4、g，CHENGeSchoolofShipbuildingEngineering，HarbinEngineeringUniversity，Harbin150001，ChinaAbstract：Toinvestigatethedamagecharacteristicsofsubmarinestructuresincollision，adoublehullsubmarinewith2500tondisplacementischosenasaresearchobject，anditsequallypro

5、portionalsolidmodelisconstructedtorealizethecollisionbetweenthestrikingbowandshipboard．Fromtheperspectivesofenergyabsorption，collisionforceandshockenvironment，theinfluencesofthecollisionarestudiedvianon—linearcodeLs—Dyna．wherethemajorconclusionsareas

6、follows：thecollisionenergyismainlyab—sorbedbvtheoutershellandintermediatestructures，renderingthelowerstiffnessbowtosuffersignificantplasticdeformation；thestrongershipboardreactsmainlywithkineticenergy，andarelativelysmallerplas-ticzoneisresulted．Singl

7、eanddoublepeakofcollisionforcetendtoappearwhenthevelocityisaroundthecriticalmagnitude(15—16ku)．Theshockenvironmentalongthelongitudinaldirectionresemblestheloga—rithmicfunctiontrend，whichsuggeststhattheaffectedregionforcrewmembers，measuredwiththeinter

8、。mediatedamageddegree．iswithin0．11shiplengthfromthebowimpingementzone·Keywords：collision；energyabsorption；plasticdeformation；criticalvelocity；shockenvironmento引言等≥磊嚣姜鬈需箍字麓摹磬，’塞箩嘉篙潜艇自1900年诞生以来，发生水下碰撞的事“塞拉”级核潜艇与美国的“洛杉矶”号发生碰撞，故达百起之多⋯，在潜艇总事故中占非常大的比俄潜艇的艏部