非药式水下冲击波加载技术及其传播特性研究

论文摘要

自从上世纪二战开始,随着海上战争的爆发,舰艇结构的防护受到各国的重视。同样,当前世界经济发展迅速,舰船在海上贸易中的安全性也需要保证。水下爆炸作为舰艇结构被破坏的主要原因,成为各国学者所研究的热点问题。由于对水下爆炸问题的实验研究具有十分苛刻的要求,同时也伴随着一定的危险,因此实现在实验室范围内进行非药式水下爆炸冲击波等效加载实验具有极其重要的意义。本文在国内外学者所提出非药式水下爆炸载荷加载装置的基础上,采用理论、实验与仿真相结合的分析方法,对非药式水下冲击波加载技术及其传播特性进行研究。主要研究内容如下:1.非药式水下爆炸冲击波等效加载方法的目的是产生炸药水下爆炸形式的冲击波,本文对水下爆炸冲击波的基本理论研究进行详细阐述,详细介绍非药式水下爆炸冲击波载荷等效加载原理。2.采用气炮加载系统,建立了一种柱型水舱等效水下爆炸冲击波加载装置,对于非药式冲击波加载技术进行研究,提出了实验中关于加载技术的关键点。研究铝合金材质飞片的厚度对于非药式水下爆炸等效加载冲击波特性的影响,对于实验中加载过程进行了详细介绍。利用有限元软件AUTODYN对实验过程进行仿真分析,通过实验与仿真的数据对比,结果吻合程度良好,说明采用该套非药式冲击波加载装置进行等效实验的可行性与有限元仿真分析方法的可靠性。3.利用有限元软件AUTODYN对柱型水舱等效加载装置中的水下爆炸冲击波特性进行分析,确定装置中飞片厚度、飞片入射速度以及活塞厚度对于冲击波峰值与时间衰减常数的影响。分析了装置内飞片与活塞材料的波阻抗值对冲击波特性的影响。4.采用加长水舱来扩大水域和通过标定多观测点对比分析的方法,对装置中产生的等效冲击波传播特性进行研究,确定装置中飞片厚度、飞片入射速度以及活塞厚度对水舱内各点处冲击波峰值的大小及其传播规律的影响。本文所研究的内容为非药式冲击波加载技术与水下爆炸冲击波传播特性研究方面提供了参考依据。

论文目录

摘要

abstract

第1章绪论

1.1 课题研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 水下爆炸理论研究现状

1.2.2 水下爆炸相关实验研究现状

1.2.3 水下爆炸仿真计算研究现状

1.2.4 冲击波等效加载技术研究现状

1.3 本文主要研究内容

第2章水下爆炸冲击波的理论基础

2.1 引言

2.2 水下爆炸冲击波基本理论

2.2.1 冲击波波头传播理论基本方程

2.2.2 冲击波载荷理论研究

2.3 等效加载冲击波理论基础

2.3.1 基于一维应力波传播理论的等效加载模型

2.3.2 基于水声学应力波传播理论模型

2.3.3 基于动量守恒的理论模型分析

2.4 本章小结

第3章非药式水下爆炸冲击波等效加载装置研究

3.1 引言

3.2 主体结构设计

3.2.1 冲击波加载原理

3.2.2 装置尺寸设计

3.3 实验装置设计

3.3.1 实验方案设计

3.3.2 飞片发射系统

3.3.3 水舱注水装置

3.3.4 飞片测速装置

3.3.5 实验数据采集系统

3.3.6 实验结果分析

3.4 等效加载仿真分析

3.4.1 基本方程

3.4.2 仿真建模

3.4.3 结果分析

3.5 本章小结

第4章非药式水下爆炸冲击波传播特性研究

4.1 引言

4.2 对影响冲击波特性相关因素研究

4.2.1 飞片速度对冲击波特性影响

4.2.2 飞片厚度对冲击波特性影响

4.2.3 活塞厚度对冲击波特性影响

4.2.4 声阻抗对冲击波特性影响

4.3 冲击波峰值传播规律研究

4.3.1 飞片速度对长水域冲击波传播影响

4.3.2 飞片厚度对长水域冲击波传播影响

4.3.3 活塞厚度对长水域冲击波传播影响

4.4 本章小结

结论

参考文献

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 刘海龙

导师: 薛启超

关键词: 水下爆炸,等效加载技术,冲击波特性,数值仿真

来源: 哈尔滨工程大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 力学,武器工业与军事技术,船舶工业

单位: 哈尔滨工程大学

分类号: O383.1;U674.7

总页数: 72

文件大小: 2583K

下载量: 85

非药式水下冲击波加载技术及其传播特性研究

论文摘要

论文目录

文章来源

相关论文文献

猜你喜欢