水下非接触爆炸作用下的船体结构响应分析

当遭受水下非接触爆炸载荷作用时,船体结构的响应规律十分复杂.用Abaqus对某船在一些水下非接触工况进行数值模拟.结果表明,船舶整体结构在非接触爆炸载荷作用下的响应规律与船体的垂向、纵向距离以及结构形式有关.     

水下非接触爆炸条件下舰船冲击环境测试相关技术研究

在舰船水下非接触爆炸试验中,设备的冲击环境测量是整个测量任务中的一项重要内容;现有冲击环境测量方法主要分为电测加速度计算冲击谱和簧片测量仪直接测量两种,但测量冲击加速度时存在零飘现象的影响、簧片测量仪测量频率范围狭窄且自动化程度太低;为此,研制了新型机械滤波器以减小零飘对冲击加速度测量的影响;开发了簧片测量仪的电测方法以提高效率;同时自行设计制造了数种冲击谱测量装置,通过多种测量结果的比较,提高了冲击环境测量结果的可靠性。     

典型舰船水下爆炸冲击环境仿真

利用冲击谱描述方法,对舰船在水下爆炸载荷作用下的冲击环境进行了数值模拟和分析. 利用MSC Dytran软件计算在爆炸载荷作用下舰船各测点的加速度,用加速度计算得到冲击谱,并总结出爆炸参数和冲击谱的关系. 通过分析表明冲击谱的谱值由船底外板到最上层甲板呈衰减的趋势;各测点加速度谱值随爆炸距离的增加近似呈指数衰减;各测点的加速度谱值随炸药量的增加近似呈抛物线增加.     

水下爆炸冲击平台数值仿真设计研究

为研制水下爆炸冲击平台,初步设计平台隔振系统和两种船体结构,运用有限元分析软件ABAQUS,对安装隔振系统前后平台在爆炸载荷作用下的冲击响应进行计算分析,预估平台抗冲隔振效果。采用声固耦合方法,考虑空化效应和材料应变率的影响。仿真结果表明,在水下爆炸载荷作用下,采用加强的船体结构,平台船体底部的塑性变形显著减小,平台的垂向加速度峰值衰减率超过95%。经海上爆炸试验验证,数值仿真结果与试验值吻合良好,仿真设计方法合理。     

水下爆炸冲击载荷作用下舵的动态特性

利用Arbitrary Lagrangian-Eulerian(ALE)有限元方法求解爆炸冲击过程中的流固耦合问题:采用ALE算法描述流体和炸药模型,采用Lagrangain方法描述舵结构模型,不同介质间的界面采用接触罚函数耦合算法。应用有限元软件ANSYS/LS-DYNA仿真模拟舵遭受TNT炸药爆炸冲击作用的全过程,得到舵的应力云图、位移云图,典型位置压力时间历程,加速度时间曲线等冲击响应。计算结果表明:利用A L E方法可以预估舵在水下爆炸冲击载荷作用下的损伤情况,为舵的抗冲击设计提供依据。     

水下爆炸对船板冲击作用仿真

根据DAA1近似建立了一种简单实用的用于分析船板水下冲击响应模型。模型基于流-固作用原理，在不考虑结构低频响应的情况下，得到了可直接作用于结构湿面的总的压力载荷表达式。利用有限元代码LS—DYNA的用户定义的分布载荷子程序实现了这一方法。该方法适用于求解在早期冲击波作用下，结构的高频响应和局部变形。采用该方法对水下冲击波对船板和加筋船板(气背条件)的作用进行了仿真计算。计算机模拟结果表明采用该方法，在保证较高精度的前提下可以大大地降低CPU时间，提高仿真计算效率。     

航天器爆炸冲击环境模拟装置仿真研究

爆炸冲击环境对航天器具有较大的影响.摆锤式冲击试验台是模拟爆炸冲击环境的一种较好的手段.应用有限元理论,以显式有限元动力分析软件LS-DYNA和大型商用有限元软件ANSYS为工具对摆锤式冲击试验台进行仿真研究;得到了不同条件下的响应谱曲线,并进行了讨论研究,给出了响应板设计参数、试验台支撑条件和冲击脉冲对响应谱曲线的影响,模拟了满足几种典型冲击响应谱试验规范的响应谱曲线.得出了摆锤式冲击试验台可以较好的模拟爆炸冲击环境的结论.     

单双壳体潜艇冲击响应对比研究

探索单双壳体冲击环境差异对我国单双过渡型潜艇结构设计具有重要意义.采用均摊板厚的方法将某双壳体潜艇简化至对应的单壳体潜艇,利用有限元软件ABAQUS对潜艇在水下爆炸载荷作用下潜艇的冲击环境进行数值实验仿真,对加速度数据处理得到冲击谱表示的潜艇冲击环境,并将典型部位的冲击响应和沿艇长方向的响应结果分布进行对比研究.结果表明:双壳体的加速度响应值与冲击谱值同单壳体相比有相当程度的减小,双壳体潜艇的响应较单壳体潜艇的响应更具整体性.     

圆柱形建筑结构水下冲击分析模型仿真

研究圆柱形建筑结构水下冲击分析问题.在对水下圆柱形建筑结构冲击进行分析的过程中,由于受到水流、台风和波浪等不可抗因素的影响,利用传统的分析方法往往造成分析的数据失真,降低了分析数据的准确性.提出基于有限元分析算法的圆柱形建筑结构水下冲击分析方法.根据相关理论构建圆柱形建筑结构水下冲击分析模型,建立圆柱形建筑结构的表面承载方程,进行外稳定承载力计算,引入正则化长细比方法对模型进行求解,实现对圆柱形建筑结构水下冲击的有效分析.实验结果表明,利用改进算法进行圆柱形建筑结构水下冲击分析,可以提高分析的准确性,为水下建筑的稳定性评估提供数据支撑,具有极大的优越性.     

水下爆炸作用下轻型鱼雷冲击响应数值仿真

轻型鱼雷受水下爆炸作用的冲击响应对鱼雷设计具有重要意义;利用ABAQUS软件验证了材料动态失效对圆桶结构水下爆炸数值仿真的影响,并对美制MK44型鱼雷受深水炸弹攻击下的冲击响应进行仿真计算,给出了两种失效准则下的安全距离和破坏模式;结果表明,考虑材料动态失效时应使用水为主耦合面的公式进行计算,结构变形响应取决于加筋方式;研究可为可对轻型鱼雷的设计和考核提供参考。     

水下爆炸载荷作用下加筋板的动态响应分析

利用Abaqus计算不同水下爆炸载荷作用下加筋板的动态响应,并与RAMAJEYATHILAGAM得出的试验值进行对比,以保证计算分析过程的正确性.计算得到的位移-时间历程曲线可以为加筋板的优化设计提供参考,从而提高其水下爆炸的抗爆能力.