水面舰船遭受非接触性水下爆炸时的冲击响应[外文翻译].rar
水面舰船遭受非接触性水下爆炸时的冲击响应[外文翻译],水面舰船遭受非接触性水下爆炸时的冲击响应cho-chung lianga and yuh-shiou taib,adepartment of mechanical and automation engineering, da-yeh university, 112 shan-jeau road, dah-tsuen, ...
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内容介绍
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水面舰船遭受非接触性水下爆炸时的冲击响应
Cho-Chung Lianga and Yuh-Shiou Taib,
aDepartment of Mechanical and Automation Engineering, Da-Yeh University, 112 Shan-Jeau Road, Dah-Tsuen, Changhwa 515, Taiwan, ROC
bDepartment of Civil Engineering, R.O.C. Military Academy, 1 Wei-Wu Road, Fengshan 830, Taiwan, ROC
2004年9月22日收稿，2005年3月27日录用， 2005年8月15日收录到互联网
Shock responses of a surface ship subjected to noncontact underwater explosions
摘要
在海战中，战船不可避免地要遭受空中爆炸和水下爆炸的冲击载荷，如果爆炸源离舰船很近就会使船身凹陷甚至穿洞。本文结合非线性有限元与双重渐进逼近(DAA)方法，还考虑了瞬时动力学、几何非线性、弹性材料和流体结构的影响，针对一艘2000吨的巡逻艇遭受水下爆炸时的瞬态反应进行了研究。取描述冲击严酷度的参数KSF=0.8，给出了沿着龙骨的冲击载荷下的速度、加速度、位移随时间的变化图。此外还阐明了船身塑性区的扩散现象和变形图。这些瞬态响应特性为设计能有效抵抗水下爆炸产生的冲击载荷的高强度船身提供了一种方法。
关键词：水下爆炸；流固耦合；水面舰船
1. 引言
水下爆炸对于海上舰船和潜艇来说都是一个非常重要和复杂的问题，因为近距离的水下爆炸能导致船身凹陷甚至是穿洞。分析这些问题需要涉及很多领域，包括水下爆炸的机理、冲击波的传播、爆炸气流效应、非线性结构动力学和流体结构交互作用现象。以前对于舰船结构遭受水下爆炸响应的研究一直受制于国家安全而得不到较大发展。本文提出了一种分析舰船遭受非接触性水下爆炸时瞬态特性的方法。
早在上世纪50年代，水下结构物在遭受水下爆炸冲击时的动态响应就引起的人们的关注。许多文献都研究了结构物在声波冲击下的动态响应，这些研究都考虑了很多结构几何学和边界条件。Carrier (1951)提出了一种解决弹性圆柱壳体在水下无限流体介质中遭受瞬时冲击波的方法，Carrier先把船体位移放大再将控制方程变形，最后解出这个变形的的控制方程。船体的位移、流体压力和船体速度都以模态反积分的形式给出了。Mindlin and Bleich (1953)对于横向射入波的最初的三种结论模式提出了早期的近似解。由于这一系列的方法不能计算出船体在遭蔃@寤鞯牡谝坏愕某跏技铀俣鹊淖既分担琍ayton (1960)采用双重积分法得到了船体和流体运动早期总体响应的近似解。同时Haywood (1958)提出了柱面波的流体压力和速度的近似关系式，并用它得到了船体响应的最初三个参数的近似通解。
Cho-Chung Lianga and Yuh-Shiou Taib,
aDepartment of Mechanical and Automation Engineering, Da-Yeh University, 112 Shan-Jeau Road, Dah-Tsuen, Changhwa 515, Taiwan, ROC
bDepartment of Civil Engineering, R.O.C. Military Academy, 1 Wei-Wu Road, Fengshan 830, Taiwan, ROC
2004年9月22日收稿，2005年3月27日录用， 2005年8月15日收录到互联网
Shock responses of a surface ship subjected to noncontact underwater explosions
摘要
在海战中，战船不可避免地要遭受空中爆炸和水下爆炸的冲击载荷，如果爆炸源离舰船很近就会使船身凹陷甚至穿洞。本文结合非线性有限元与双重渐进逼近(DAA)方法，还考虑了瞬时动力学、几何非线性、弹性材料和流体结构的影响，针对一艘2000吨的巡逻艇遭受水下爆炸时的瞬态反应进行了研究。取描述冲击严酷度的参数KSF=0.8，给出了沿着龙骨的冲击载荷下的速度、加速度、位移随时间的变化图。此外还阐明了船身塑性区的扩散现象和变形图。这些瞬态响应特性为设计能有效抵抗水下爆炸产生的冲击载荷的高强度船身提供了一种方法。
关键词：水下爆炸；流固耦合；水面舰船
1. 引言
水下爆炸对于海上舰船和潜艇来说都是一个非常重要和复杂的问题，因为近距离的水下爆炸能导致船身凹陷甚至是穿洞。分析这些问题需要涉及很多领域，包括水下爆炸的机理、冲击波的传播、爆炸气流效应、非线性结构动力学和流体结构交互作用现象。以前对于舰船结构遭受水下爆炸响应的研究一直受制于国家安全而得不到较大发展。本文提出了一种分析舰船遭受非接触性水下爆炸时瞬态特性的方法。
早在上世纪50年代，水下结构物在遭受水下爆炸冲击时的动态响应就引起的人们的关注。许多文献都研究了结构物在声波冲击下的动态响应，这些研究都考虑了很多结构几何学和边界条件。Carrier (1951)提出了一种解决弹性圆柱壳体在水下无限流体介质中遭受瞬时冲击波的方法，Carrier先把船体位移放大再将控制方程变形，最后解出这个变形的的控制方程。船体的位移、流体压力和船体速度都以模态反积分的形式给出了。Mindlin and Bleich (1953)对于横向射入波的最初的三种结论模式提出了早期的近似解。由于这一系列的方法不能计算出船体在遭蔃@寤鞯牡谝坏愕某跏技铀俣鹊淖既分担琍ayton (1960)采用双重积分法得到了船体和流体运动早期总体响应的近似解。同时Haywood (1958)提出了柱面波的流体压力和速度的近似关系式，并用它得到了船体响应的最初三个参数的近似通解。
