空爆載荷下夾層板損傷機(jī)理研究.pdf

1、現(xiàn)代空中反艦武器對(duì)船舶水線以上部分構(gòu)成了威脅,設(shè)計(jì)抗爆性能優(yōu)良的結(jié)構(gòu)對(duì)于提高船舶生命力有著重要意義。夾層板具有優(yōu)越的力學(xué)性能,在船舶結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　本文在研究空爆載荷下結(jié)構(gòu)響應(yīng)數(shù)值模型化技術(shù)的基礎(chǔ)上,利用非線性有限元軟件MSC.Dytran研究了空爆載荷下U型、V型折疊式夾層板的損傷性能,并與加筋板結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比。隨后通過正交試驗(yàn)方法分析了結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)夾層板抗爆防護(hù)性能的影響。最后將夾層板應(yīng)用于船舶上層建筑艙室,分

2、析其靜強(qiáng)度,并對(duì)空爆載荷下艙室抗爆防護(hù)性能進(jìn)行評(píng)估。主要結(jié)論如下:
　　(1)利用有限元分析技術(shù)成功解決了空爆載荷下結(jié)構(gòu)響應(yīng)計(jì)算問題。方板結(jié)構(gòu)在空爆載荷下的響應(yīng)位移與理論值及實(shí)驗(yàn)值比較吻合。
　　(2)夾層板的抗爆性能優(yōu)于加筋板。與加筋板相比,夾層板的傷變形模式不同,夾芯結(jié)構(gòu)易于壓皺,吸能效率高,對(duì)傳遞給上面板的載荷起到緩沖作用,使上面板變形更小,速度、加速度降低,吸能小于加筋板平板。
　　(3)沖擊因子越大,加筋板與

3、兩種夾層板的耦合力差距越大。不同沖擊因子下夾層板上面板吸能都比加筋板平板少。夾層板及加筋板產(chǎn)生的位移、速度、加速度都隨著沖擊因子的增大而增大,加筋板平板上述三個(gè)指標(biāo)增量比兩種夾層板上面板相應(yīng)指標(biāo)增量大,比兩種夾層板下面板相應(yīng)指標(biāo)增量小。
　　(4)通過正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法得到結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì) U型夾層板綜合防護(hù)性能影響的主次順序?yàn)?夾芯角度,上面板厚度,夾芯壁厚度,下面板厚度;對(duì)V型夾層板綜合防護(hù)性能影響的主次順序?yàn)?夾芯壁厚度,夾芯角度,

4、上面板厚度,下面板厚度;經(jīng)驗(yàn)證尺寸優(yōu)化后的夾層板綜合防護(hù)性能有明顯提高。
　　(5)夾層板艙室結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度性能優(yōu)于傳統(tǒng)艙室:與傳統(tǒng)艙室相比夾層板圍壁處變形、應(yīng)力下降幅度較大,與夾層板圍壁相交構(gòu)件變形、應(yīng)力也有所降低。經(jīng)分析夾芯結(jié)構(gòu)發(fā)揮了重要作用。
　　(6)夾層板艙室的抗爆防護(hù)性能優(yōu)于傳統(tǒng)艙室:夾層板艙室右舷側(cè)壁上面板變形、速度、加速度小于下面板及傳統(tǒng)艙室右舷側(cè)壁板,夾層板通過犧牲夾芯來吸能,起到保護(hù)艙室側(cè)壁上面板的作用,這有