抗冲击性能要求下一种新型夹心板的设计研究

防护板在舰船上的应用非常广泛,它对于提高舰船抵抗水下爆炸冲击波载荷性能、抗碰撞冲击性能等都具有重要作用.文中利用薄壁圆管的吸能特性设计了离散型和紧密型圆管夹心板,使用大型非线性有限元软件MSC.Dytran建立水域、炸药及防护板的三维有限元模型,并进行水下爆炸数值仿真计算,从板的吸能能力、加速度响应、变形量三个方面分析了两种夹心板和普通平板在水下爆炸载荷作用下的抗冲击性能,仿真计算结果表明离散型夹心板的抗爆性能优于紧密型夹心板和普通平板.     

周期载荷下电活性聚合物圆柱壳的动力响应

基于非线性动力学理论研究了不可压电活性聚合物圆柱壳在内表面周期载荷作用下的运动与破坏等动力响应问题.通过对所得描述圆柱壳内表面运动的非线性常微分方程的数值计算和动力学定性分析,发现存在临界载荷和临界电压;当周期载荷的平均载荷值小于临界载荷及外加电压小于临界电压时,圆柱壳的运动随时间的演化是拟周期性的非线性振动.反之,圆柱壳将被破坏.讨论了外加电场和载荷参数对临界值和圆柱壳运动特性的影响.     

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.     

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。     

水下结构的抗冲击性能研究

提高水下结构在受到爆炸冲击后的抗冲性的一个重要方法是采用性能优良的抗冲击材料.为了研究橡胶元件对水下结构的抗冲击性能的影响,利用ANSYS有限元分析软件,建立带有橡胶元件的钢板与不带有橡胶元件的钢板的流固耦合有限元模型,以经验公式得到的冲击波激励为输入,通过有限元仿真得到的钢板的响应的对比结果来说明,橡胶元件可以有效地提高水下结构的抗冲击性能.     

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。     

功能梯度三相复合材料圆柱壳的非线性振动研究

论文研究了一种由环氧树脂、石墨烯纳米片、碳纤维制成的功能梯度三相复合材料圆柱壳的非线性振动响应.基于一阶剪切变形理论和von-Karman几何非线性关系,考虑到温湿效应、气动力和外激励的共同作用,利用Hamilton原理建立了两端固支圆柱壳的非线性偏微分运动方程.利用Galerkin法将非线性偏微分运动方程离散成一组相互耦合的二阶非线性常微分方程,利用伪弧长延拓法求解非线性常微分方程组,给出对应的幅频响应曲线.本论文中仅考虑湿度和外激励等参数的变化对新型三相复合材料圆柱壳结构非线性振动响应的影响,分析了湿度和外激励的变化对功能梯度三相复合材料圆柱壳共振响应的影响.     

功能梯度三相复合材料圆柱壳固有振动特性分析

本文以一种石墨烯与碳纤维协同增强三相复合材料圆柱壳为研究对象,研究了在任意边界条件下该新型功能梯度三相复合材料圆柱壳的自由振动特性.首先,基于一阶剪切变形理论、Von Karman几何非线性关系和Hamilton原理,推导了三相复合材料圆柱壳结构运动控制方程.然后,应用Galerkin法离散求解三相复合材料圆柱壳的固有频率和模态振型.最后通过将本文方法与Abaqus仿真结果进行对比,验证了本文方法的准确性.此外,本文进一步分析了石墨烯质量分数、功能梯度形式和边界条件等不同因素对新型三相复合材料圆柱壳固有振动特性的影响.     

圆柱壳在热载荷及微扰外压作用下的分岔

在考虑温度对圆柱壳材料性能影响的基础上,建立了圆柱壳在扰动外压作用下的几何非线性动力控制方程.并采用伽辽金原理及 Melnikov 法研究了圆柱壳在热载荷及微扰外压作用下的分岔,进一步讨论分析了温度、Batdorf 参数等因素对圆柱壳发生混沌运动区域的影响,得出了随温度、Batdorf 参数的增大,混沌运动区域将越来越大的结论.     

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.     

大型军辅船抗空爆结构毁伤特性数值研究

选取现代典型反舰武器和大型军辅船作为研究对象,利用LS-DYNA对典型上层结构在空中攻击武器接触爆炸作用下的毁伤效果进行了数值试验分析,试验结果表明:采用的数值试验方法具有较高的精度,满足工程应用要求;船体上层建筑近炸药结构在空爆载荷作用下直接产生破口和大面积塑性变形,且区域大致呈圆形;近炸药的甲板结构破坏形式与距离爆源稍远的位置处破坏形式不同;船艏舯艉工况毁伤效果相差较大,这与结构形式密不可分。     

箱形梁结构船体水下非接触爆炸冲击环境分析

为研究箱形梁结构船体在水下非接触爆炸作用下的冲击环境,在船体中部范围内主要受力部位设置箱形梁,并与考虑箱形梁产生的质量变化而建立的等重船模进行对比,来描述箱形梁结构对冲击环境的影响.基于Abaqus中的声固耦合算法求解2种形式船体的冲击响应,以冲击谱为工具描述船体结构的冲击环境,并给出舱内甲板层的冲击环境分布.分析归纳箱形梁的作用机理,为相关舰船设备的舾装与船体优化设计提供参考.     

水下目标的声纳回波数据仿真

对水下静态小目标的声纳回波信号进行了仿真研究。针对水下静态小目标中典型的圆柱壳体加球冠形头部的结构,建立了该类目标声纳回波信号的亮点模型,以及声纳系统走航探测时的动态数据模型。在计算仿真数据时,将模型化的目标回波数据与真实的水声背景混响数据相融合,更真实的模拟实际情况。通过与湖海试实验结果的对比,该模型仿真效果良好,可以为声纳信号处理、水下目标识别等方面的研究提供支持。     

动态加载方式下防爆墙动力响应分析

为分析防爆墙在不同爆炸载荷下的动力响应和破坏机理,研究波纹板式防爆墙与平板式防爆墙的差异,分别采用三角波加载和基于流固耦合方法的爆炸仿真2种动态加载方式模拟爆炸载荷。分析结果表明：三角波载荷可以较好地模拟爆炸载荷且具有明显的计算速度优势。分析得到2种类型防爆墙的P I曲线,通过对比发现波纹板式防爆墙的抗爆性能优于平板式防爆墙。     

夹层板系统碰撞性能数值仿真分析技术

为促进夹层板系统（Sandwich Plate System,SPS）在船舶耐撞结构设计中的应用,用Abaqus分析SPS在碰撞载荷下的数值模型化技术,包括夹芯层和面板的建模方式、连接形式和网格尺寸．根据该技术研究SPS在碰撞冲击载荷作用下的力学性能,如结构损伤变形、碰撞力和结构吸能等．结果表明,SPS建模采用壳一体混合模型（即上、下面板采用壳单元,夹芯层采用体单元）较合理;夹芯层与面板之间采用绑定连接较合理;SPS具有良好的耐撞性能．     

基于MSC Nastran的水下环肋圆柱壳体振动模态计算方法

介绍应用MSC Nastran进行水下振动模态的计算方法.着重介绍虚拟质量法,壳体、环向加强筋、楔环联结方式的有限元建模简化方法以及集中载荷的有限元加载处理方法. 通过对比计算结果与试验结果,验证应用MSC Nastran计算水下模态工程上的可行性.     

A nonlinear finite element analysis of an ice-strengthened ship shell structure

Finite element method is used to study the nonlinear behaviour of an ice-strengthened ship shell structure. The main object is the plastification and collapse of a frame. The plastic limit load for this frame is determined using the calculated load-deflection curve. The results of the finite element analysis are compared with well-known formulas of plastic design and also with experimental results. The finite element program used in the analysis is ADINA.     

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。