【摘 要】
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本文对近场非接触水下爆炸载荷作用下舰船局部板架结构的力学响应进行研究。通过数值仿真方法对近场非接触水下爆炸下气泡射流载荷特性进行研究;通过理论计算建立了冲击波及
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本文对近场非接触水下爆炸载荷作用下舰船局部板架结构的力学响应进行研究。通过数值仿真方法对近场非接触水下爆炸下气泡射流载荷特性进行研究;通过理论计算建立了冲击波及气泡射流载荷联合作用下加筋板结构塑性变形的数学模型;通过对船用921A钢进行了动态力学性能分析及试验,得到了材料在不同载荷形式和不同应变率下的力学特性和失效行为;最后对近场非接触水下爆炸作用下舰船局部板架的动力响应进行了研究,依据仿真计算结果对舰船遭受近场非接触水下爆炸的毁伤进行了评估。根据近场非接触水下爆炸特点,建立与试验相对应的数值仿真模型,将数值仿真计算得到的加筋板中心点挠度值与试验结果进行对比,从而验证流固耦合算法的准确性。在此基础上研究柱形装药长径比以及起爆时状态对气泡射流载荷特性的影响,分析柱形装药以及球形装药所形成的气泡射流载荷速度的区别。通过对近场水下爆炸下冲击波及气泡射流载荷特性进行分析,并在此基础上运用Lagrange,计算得出一种冲击波及气泡射流载荷作用下局部板架结构塑性变形计算的方法。并且通过将理论计算值与试验值进行对比,确定该理论计算模型的准确性。利用MTS材料试验机和分离式Hopkinson试验装置,对金属面板材料921A钢进行了力学试试验。基于工程上常用的J-C本构模型,引入绝热温升软化项对模型进行了一定修正,通过试验数据拟合得到了921A钢的动态塑性本构关系。以某型舰船船体局部板架结构为原型,依据相似缩比理论,并将通过试验测得的921A钢的本构关系代入有限元软件中,从而建立数值仿真模型。通过对局部板架结构在不同装药药量,爆炸距离以及爆炸部位下的力学响应进行研究,得到其中心点的塑性变形曲线以及速度响应过程,并在此基础上对该型舰船局部毁伤进行一定的评估,从而为该型舰船在遭受近场非接触水下爆炸时的局部毁伤提供判定依
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