艦船球鼻艏結構抗沖擊性能研究.pdf

1、球鼻艏結構是水面艦船上一個極其特殊的部位，其光順的型線設計可以減小興波阻力，提高艦船的機動性；同時它又裝載了艦船偵察水下敵情的聲吶設備，承擔著保護聲吶不受波浪抨擊及遠場爆炸載荷損壞的任務，其重要性不言而喻。然而當前對球鼻艏強度的文獻及規(guī)范主要針對靜水壓力及極限海況下波浪抨擊力等常規(guī)情況下球鼻艏的安全性，較少考慮到在作戰(zhàn)任務中球鼻艏受到爆炸沖擊波及氣泡載荷時結構的響應情況。因此對球鼻艏受到水下非接觸爆炸載荷時結構的抗沖擊性能進行研究是十分

2、必要的。本文分別從球鼻艏設備安全、抗沉性、球鼻艏對氣泡運動的影響的角度進行分析，初步對鈦合金球鼻艏結構的抗沖擊性能進行探討，指出薄弱環(huán)節(jié)，為球鼻艏結構的強度設計提供參考依據(jù)。
　　 首先，選取當今先進艦船首選的鈦合金球鼻艏結構作為研究對象，建立其與整船、流場的耦合模型。通過船舯爆炸及船艏爆炸大量工況，計算球鼻艏底部聲吶底座在水下非接觸爆炸下的沖擊環(huán)境，并討論爆炸攻角對球鼻艏沖擊環(huán)境的影響，為球鼻艏結構防護及優(yōu)化提供參考。

3、　　 其次，由于聲吶設備的透聲需要，球鼻艏導流罩內未采用任何肘板，只采用環(huán)狀肋骨支撐，這對球鼻艏結構的抗爆抗沖擊防護能力提出了極高的要求。根據(jù)球鼻艏結構特點，將結構細分成鈦合金導流罩、底部鋼結構基座、支撐骨材和連接法蘭。分別考察各部分在水下非接觸爆炸沖擊下的響應，對比各結構的塑性變形情況，校核結構的安全性，并指出其薄弱環(huán)節(jié)。
　　 再次，通過大量工況計算鈦合金球鼻艏在水下非接觸爆炸載荷下安全半徑、臨界半徑及破壞半徑，并通過插值