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水下爆炸载荷下柔性支撑板架结构防护效能快速预报与优化方法
2024年
为实现柔性支撑板架结构在水下爆炸下防护效能的快速评估和设计优化,基于高置信度仿真,建立了水下爆炸作用下柔性支撑板架防护效能的评估方法并开展试验验证。采用验证后的高置信度仿真方法生成样本工况数据,并通过径向基神经网络模型构建能快速评估柔性支撑板架结构防护效能的代理模型。结合多岛遗传算法对建立的代理模型进行防护结构高防护效能和轻量化的多目标优化并获取最优结构参数。建立的快速预报与优化方法可以为相关的结构设计优化提供重要的技术支撑。
郭桐桐郭煜余俊陈娟陈娟王海坤
关键词:水下爆炸抽样方法多目标优化
双发CL-20基含铝装药水下爆炸载荷特性
2024年
基于水下爆炸理论,采用耦合欧拉-拉格朗日(CEL)方法,建立了CL-20基含铝炸药水下爆炸模型,分析了冲击波载荷和气泡动力学特性;在此基础上探究了双发CL-20基含铝装药水下爆炸冲击波时空分布规律及气泡融合特性,讨论了不完整刚性边界附近双发CL-20基含铝装药水下爆炸气泡动力学特性,得到了装药种类、破口尺寸和爆距3种关键因素对双发装药水下爆炸气泡载荷特性的影响。结果表明,与TNT装药相比,CL-20基含铝装药水下爆炸气泡半径和脉动周期更大,气泡最大半径增大了27%,脉动周期提高了65%,但气泡脉动压力小于TNT。双发CL-20基含铝装药在水平和垂直位置具有特征尖锐波峰-波谷载荷曲线和特征双峰曲线,冲击波峰值压力大于单发装药,最大增长率可达48.26%。不完整刚性边界破口尺寸、爆距增大会增加双发装药气泡射流宽度和持续时间,CL-20会加剧不完整边界对气泡动力学的影响。
张竞元李海龙冯海云王龙侃张之凡
关键词:水下爆炸气泡动力学
水下爆炸载荷作用下加筋双层圆柱壳结构优化数值模拟
2024年
为研究水下爆炸载荷对加筋双层圆柱壳的毁伤特性,采用有限元方法构建5段和10段加筋双层圆柱壳结构模型,对比研究不同冲击因子(0.50、0.33、0.28)、距爆源不同距离(2.00、3.03、3.57 m)的3种工况下,5段和10段加筋双层圆柱壳结构的载荷特性和响应特性,选择典型测点测量加速度、速度和位移曲线。结果表明:在工况1下,加筋双层圆柱壳模型结构变形最明显;3种工况下,水下爆炸载荷大多作用在加筋双层圆柱壳的外层壳,外层壳分担大部分的爆炸冲击应力,对内层圆柱壳起到较好的保护作用,2种结构冲击变化特征相似,10段加筋双层圆柱壳的抗冲击性优于5段加筋双层圆柱壳;加速度以x方向为主,爆炸后x方向的加速度在前0.001 s振荡达到峰值后又迅速振荡减小,y方向的加速度变化较小,z方向的加速度几乎未变;5段加筋双层圆柱壳模型内外层壳母线中心点的速度峰值比两端测量点大,且爆炸后迅速达到速度峰值,内层壳测点速度峰值始终小于外层壳;位移迅速增至峰值后减小至固定值。冲击因子越大,距爆源距离越小,载荷对加筋双层圆柱壳结构的冲击作用越大;在相同冲击因子下,整体质量一定,加筋越多,加筋双层圆柱壳抗冲击特性越强,抗冲击效果越明显。
阮雨于福临于利民苏超郭文琦
关键词:水下爆炸双层圆柱壳加筋
水下爆炸载荷下舰船板架边界撕裂损伤相似准数研究
2024年
为研究舰船板架在水下爆炸冲击波载荷作用下的变形及破损,结合现有试验数据,采用仿真和数据拟合的方法,展开了均布载荷下板架边界撕裂损伤的相似准数研究。首先,结合理论和数据分析得出,板架边界撕裂时的初始响应速度与破坏模式密切相关,且可清晰描述板架的不同毁伤模式;进一步通过仿真得出断裂应变、板厚、长宽比是影响板架边界撕裂的重要参量;最后,基于量纲理论建立了用于判定板架边界撕裂毁伤的拟合函数,并根据战场舰船损伤实例验证了该函数的有效性。研究结果表明,基于初始响应速度和考虑断裂应变等参量的无量纲数构建板架边界撕裂毁伤判据的方法是可行的,为舰船板架的毁伤相似研究提供了参考。
高鹏闫明张权杜志鹏
爆破型和聚能型装药水下爆炸载荷特性
2024年
Blasting and shaped charges are the main forms of underwater weapons,and their near-field underwater explosions(UNDEX)can severely damage structures.Therefore,it is of great importance to study underwater explosive load characteristics of different forms of charges.The full physical process of a typical underwater explosion of a sphere/column blasting charge and a shaped charge was simulated using the Eulerian method.The loading characteristics of the underwater blast shock wave and bubble,as well as the projectile,were studied.The results show that the shock wave loads of spherical,cylindrical,and polygonal charges propagate outward in spherical,ellipsoidal–spherical and ellipsoidal–spherical wavefronts,respectively.When the shock wave reaches 16 times the distance-to-diameter ratio,its surface is approximately spherical.In addition,in the shaped charge underwater explosion,the shaped charge liner cover absorbs 30°–90°of the shock wave energy and some of the bubble energy to form a high-speed shaped penetrator.Spherical,ellipsoidal,and ellipsoidal bubbles are generated by underwater explosions of spherical,cylindrical,and shaped charges,respectively.The obtained results provide a reference for evaluating the power of underwater weapons.
张之凡李海龙张竞元王龙侃张桂勇宗智
关键词:BUBBLE
水下爆炸载荷作用下储罐结构毁伤及其防护研究
唐丽莹
水下爆炸载荷特性数值计算方法
2023年
为了更好地研究水下爆炸冲击载荷,通过数值模拟的方式模拟水下爆炸过程中产生的爆炸冲击波和气泡脉动2种原生载荷。运用有限元软件AUTODYN建立一维炸药-水域模型模拟炸药爆炸产生的爆炸载荷,通过对比经验公式对有限元模型可靠性进行验证,计算结果与经验公式误差不超过15%。同时研究了爆距、炸药当量和水深等变量对水下爆炸冲击波以及气泡脉动的影响。
曹晓明余胜何红萱刘加一
关键词:水下爆炸冲击波气泡脉动
水下爆炸载荷下舰船双层底部结构的毁伤特性被引量:11
2023年
为研究舰船双层底部结构在水下爆炸载荷下的毁伤特性,进行电火花气泡与带破口双层结构模型相互作用实验,使用高速摄影机捕捉气泡在带破口双层结构下方的脉动特征,并使用LS-DYNA软件对该实验工况进行模拟,通过实验验证数值模型的有效性。在此基础上建立实尺度舰船双层底舱段有限元模型,通过改变爆距和双层板间水位,设置15个模拟工况,深入分析冲击波和气泡载荷对舰船双层底部结构的毁伤特性。研究结果表明:爆距较小时,外底板出现破口,内外底板之间的内气泡的膨胀作用加剧外底板破口的撕裂,同时使内底板出现塑性变形;爆距较大时,外底板仅发生变形,并与内底板接触,同时带动内底板的变形。双层板间水位较低时,冲击波载荷衰减较大,对内底板毁伤作用较小,此时内气泡的膨胀对内底板的变形起到主要作用;双层板间水位较高时,冲击波载荷衰减较小,冲击波和气泡脉动二次压力波载荷通过水介质共同作用到内底板,使内底板产生变形。
陈岩武孙远翔王成
关键词:水下爆炸
一种不同能量结构装药的水下爆炸载荷模型构造方法
本发明公开了一种不同能量结构装药的水下爆炸载荷模型构造方法,涉及炸药爆炸能量测试领域,该方法包括:获取水下爆炸载荷曲线;基于水下爆炸载荷曲线计算TNT装药的冲击波能和气泡能,基于水下爆炸载荷曲线构建不同能量结构装药冲击波...
刘国振董九亭余俊穆春元刘建湖
反应堆系统遇水下爆炸载荷环境与关键设备陆地冲击试验载荷匹配研究
2023年
船用反应堆系统的抗冲击性能是决定核安全的重要设计维度。在核安全审评活动中,对反应堆系统抗冲击的主要关注点有两项:能够表征实际条件下平台遭遇水下爆炸时反应堆系统与设备的冲击设计载荷;抗冲击的设计载荷与根据陆上抗冲击试验载荷的匹配问题。本文从上述两个问题出发,首先建立了反应堆系统遇水下爆炸冲击环境预报的计算手段,开发了基于国产有限元平台的载荷预报程序并进行了缩比模型的试验验证。应用该程序,对某型反应堆系统在考虑舱体、基座、筏架、重型设备耦合作用情况下的冲击载荷传递机理进行了仿真,获得了反应堆系统关键设备接口位置的冲击设计环境。此外,本文建立了中型摆锤冲击机的虚拟试验模型并进行了台架试验验证。应用虚拟试验技术对燃料组件设计-试验载荷环境匹配性进行研究,得到了能够匹配燃料组件设计载荷环境下的陆地冲击机试验参数设置。本文所述研究成果统一了核级设备抗冲击设计和试验的载荷环境,为后续产品研制中充分考虑实际条件下的冲击载荷提供了技术支撑。
熊夫睿张文正刘帅袁志豪
关键词:反应堆系统水下爆炸

相关作者

尹群
作品数:182被引量:511H指数:12
供职机构:江苏科技大学
研究主题:船舶 水下爆炸 海洋平台 舰船 载荷作用
孙远翔
作品数:50被引量:218H指数:9
供职机构:北京理工大学
研究主题:数值模拟 混凝土 蠕变屈曲 水下爆炸 钢筋混凝土
王珂
作品数:123被引量:163H指数:6
供职机构:江苏科技大学
研究主题:钛合金 水下爆炸 海洋平台 疲劳裂纹扩展 舰船
朱锡
作品数:462被引量:2,791H指数:32
供职机构:海军工程大学
研究主题:水下爆炸 冲击波 复合材料 载荷作用 破片
刘建湖
作品数:141被引量:587H指数:14
供职机构:中国船舶科学研究中心
研究主题:水下爆炸 舰船 冲击环境 装药 流固耦合