舰船结构水下非接触爆炸下动力响应的分析研究.pdf

武汉理工大学硕士学位论文摘要水下爆炸载荷是舰船水下爆炸动响应的激励源,爆炸载荷的准确描述是保证舰船爆炸动响应分析精度的基础。该文首先根据水下爆炸现象分析了水下爆炸载荷。对气泡脉动理论,气泡运动以及由此引起的脉动压力进行了分析,得出了从冲击波到气泡脉动整个过程的水下爆炸载荷。水下爆炸载荷对舰船板壳结构的破坏是非常复杂的,对于该问题的深入研究,有助于设计出最合理的能够有效的抵抗鱼雷、水雷等战斗部攻击的结构。随着现代化、攻击型武器的发展,开展这方面的研究显得尤为重要。舰船结构外板由平板或板架组成。研究板这种简单结构在爆炸载荷下的响应一直是舰船爆炸响应研究的重要内容。本文从理论方面对空背板在水下非接触爆炸载荷作用下的动响应进行分析,考虑冲击波的反射及水在冲击载荷作用下的运动产生的压力载荷,推导空背板在水下非接触爆炸压力载荷作用下的动态响应公式。随着现代力学、计算力学以及计算机技术在软、硬件方面的发展,有限元分析无论是在理论,还是在计算技术方面都已取得了巨大的进步,很多通用有限元程序和专用程序都投入了实际应用,对结构进行有限元分析所需要的费用也迅速减少。当今国际上流行的有限元软件有MSC/NASTRAN、ANSYS、 ABAQUS、MSC仍YTRAN、MSC/MARC、ADINA、ALGOR等,它们都提供了友好的用户界面、强大的计算分析功能和前后处理功能,并与多种图形软件提供了接口,如UG I-DEAS,CATIA,Pro/E等。有限元法已经被广泛地应用到航空、航天、汽车、船舶、水利、医学和生物等现代科学的各个领域。MSC/DYTRAN 和ABAQUS作为舰船水下爆炸研究领域优秀的分析软件,他们在处理水下爆炸载荷以及结构与流体的耦合作用方面都有各自的独特方法。因此在舰船水下爆炸中得到了广泛的使用。本文采用MSC/DYTRAN、ABAQUS计算水下爆炸空背板的弹塑性响应。并将计算结果与试验结果进行对比分析,探讨了两种有限元软件模拟非接触水下爆炸的适用性。对空背板的水下爆炸研究虽然可以反映舰船结构外板在水下爆炸下的局部响应情况,但无法反映舰船整体响应和抗爆性。本文进一步用有限元软件计算舰船舱段在水下非接触爆炸作用下的动响应。关键词:水下非接触爆炸:空背板;MSC/DYTRAN:ABAQUS 武汉理工大学硕士学位论文 Abstract Aw躺hip is notdoubtinthesituationduring awar toencounter weapon attacks and theunderwater explode loads on the basisofunderwater explode paperanalyses thepnlsatile loadsdue to blebmovement,the wholeunderwaterexplode loads fromimpact wave toblebripple arederived. The destruction ofshipplate structure under theimpact load caused by the underwaterexplosion is plex thorough research on thisproblem isnotonlyhelpful todesign the most reasonable structures which Can resisttheimpact load caused by explosion ofthemissile warhead,but alsohelpful tOthedesignimprovement ofthe w嬲hip shipplank outside thestructure isconstituteby thefiatpanel ortheplank. Study thiskind ofsimple structureofplank atexplode tocarry thelotus under of respond tohavebeenimportant contents thatthewarship shipexplosionresponds to textmoves torespond tocarry OU theanalysis towards getting empty tocarry 011theback theplank toget