船体板架在水下接触爆炸作用下的破口试验

针对船体中常见的加筋板结构 ,在矩形方板上运用了 3种不同尺寸的 T型材 ,采用“井”字形和“ ”字形两种加筋形式设计了 4个板架模型 ,将模型四边刚性固定 ,在板中央放置炸药 ,分别对其进行了水下接触爆炸试验。爆炸作用下板架模型均以花瓣形破裂 ,产生大面积的破口 ,不同形式和尺寸的加强筋对板架的破坏程度具有不同的影响。通过对破口尺寸和形状的观测 ,分析了加强筋对破口长度的影响 ,提出了板架结构加强筋相对刚度 Cj的概念 ,描绘了不同尺寸加强筋在不同炸药量下对板架结构破口范围的影响。同时 ,对现有的水下接触爆炸作用下的破口长度估算公式进行了修正 ,给出了考虑加强筋影响的破口计算公式 ;经过比较 。

水面舰艇舷侧防雷舱结构模型抗爆试验研究

对水面舰艇防雷舱结构模型进行水下抗爆能力系列试验,探讨了有无水中防御结构的利弊及防护效果。系统研究了舰艇舷侧防御结构在水下爆炸载荷作用下的破坏机理,并对防雷舱进行水下抗爆设计。经过一系列的模型试验,证明设计水下舷侧防雷舱结构能够大大减小水下接触爆炸对舰体的破坏作用,防止重要舱室进水,从而使结构的水下抗爆能力得到有效提高。

高速破片侵彻舰用复合装甲模拟实验研究

采用 14 5mm滑膛枪发射高速立方体破片 ,对舰用复合装甲结构靶进行侵彻实验研究 ,从而模拟全预制破片杀伤战斗部爆炸所产生的破片对舰体的侵彻作用。实验结果表明 ,舰体钢板与复合材料防弹板组成的复合装甲抵御高速破片侵彻较防弹钢具有明显的优越性 ,所研制的复合纤维防弹板以及实验用复合装甲结构 ,同等防护能力条件下 ,较防弹钢减轻重量 30 %以上。

安静型夹芯复合材料舵设计及其力学性能分析

通过对夹芯复合材料各层材料的选择,以及夹芯复合材料舵壳的结构设计,提出了夹芯复合材料舵的设计方案和制作工艺。并利用有限元方法计算了复合材料舵壳在流体压力作用下的应力和变形,以及在瞬态载荷作用下舵壳的振动响应。计算结果表明,夹芯复合材料舵壳满足结构的强度和刚度的要求,同时振动水平与钢舵比较有很大的改善。

水下爆炸载荷作用下加筋板的毁伤模式

利用有限元软件MSC.Dytran研究了不同药量和爆距水下爆炸载荷作用下加筋板结构的毁伤模式,并进行了实验验证。研究了不同参数对毁伤模式的影响,并分析了不同毁伤模式之间的临界载荷值及判别条件。从毁伤模式的角度提出了接触爆炸与非接触爆炸的判别条件。

917低磁钢与铝合金爆炸焊接复合实验研究

采用异种金属爆炸焊接复合技术 ,研制了 91 7低磁钢与LF5、LF2 1、LF1 1等铝合金的爆炸焊接复合板 ,并对该铝—钢复合板力学性能进行了实验研究 ,对复合界面进行了金相分析 .实验结果表明 ,该铝—钢复合板复合界面物理结合良好 。

抵御小口径火炮弹道侵彻装甲防护模拟实验研究

为研究舰艇结构在小口径火炮弹道冲击下的响应以及各种舰用装甲结构抵御小口径火炮弹道冲击的有效性,以典型的小口径火炮战斗部为模拟对象,根据弹道冲击的相似理论,分别设计了模拟实验的弹体和6种靶板结构,并进行了弹道冲击实验研究。模拟实验结果表明,普通舰艇结构不能抵御小口径火炮弹道侵彻,必须设置专门的防护装甲;采用陶瓷/钢/纤维增强复合材料组合装甲结构抵御小口径火炮时,装甲防护结构比均质钢装甲减轻约60%;陶瓷材料能改变背板的破坏形式和破坏程度,大大增加背板的吸能量,此外,陶瓷对弹体的侵蚀、钝化及碎裂能大大降低弹体的侵彻能力。

空中接触爆炸作用下船体板架塑性动力响应及破口研究

导弹或炸弹接触爆炸对船体板架的破坏作用 ,可分为初始穿孔作用和爆炸冲击波作用两部分 ,从而可将其破损看作早期穿孔和壳板的后续塑性变形两个阶段。为简化计算 ,将船体板架按照一定的等效原则简化为圆形板。第一阶段 ,该圆形板在中心产生初始穿孔 ;第二阶段 ,爆炸冲击波作用以冲量的形式作用在穿孔后的剩余板结构上 ,给板一个初始动能。剩余结构在该动能驱动下继续变形 ,动能逐渐转化为变形能 ,并最终达到平衡状态。通过假设一定的塑性变形模式 ,得到变形能与变形的关系 ,利用动量定理和能量守恒定理 ,建立了板架塑性变形的理论模型 ,得出了变形挠度的计算公式。通过接触爆炸试验 ,得出材料极限动应变的估算值 ,并以最大环向应变等于极限动应变作为板架径向撕裂的条件 ,得到破口半径的计算公式。利用上述破口计算方法 ,对某型驱逐舰的几个典型船体甲板板架在受到飞鱼导弹及 GBV-1 2型激光炸弹攻击时的变形挠度和破口尺寸进行计算。以实船在遭受空中打击时的战损事例和打靶试验数据进行比较后 ,证实该破口计算公式可用于船舶受空中接触爆炸作用下产生的破口估算。

舰用轻型复合装甲结构及其抗弹实验研究

采用纤维增强复合材料(简称FRC)板前置船体结构钢(简称C型钢)板模拟舰用轻型复合装甲结构,对有间隙和无间隙复合装甲结构以及不同纤维增强复合材料防弹板进行了打靶实验研究,实验测试了不同纤维增强复合材料防弹板以及有间隙和无间隙复合装甲结构抗弹丸穿甲的吸能量。结果表明:FRC板较C型钢板有明显的抗弹优势;弹丸速度和形状对FRC板的抗弹性能有较大影响;基体种类和基体含量对FRC板的抗弹性能有一定影响;FRC板与C型钢板之间间距的增大将有利于组合靶板综合抗弹能力的提高。

爆炸载荷作用下固支方板的应变场及破坏分析

对爆炸载荷下的固支方板进行了理论分析和实验研究,导出了固支方板在爆炸载荷作用下的应变场,分析了在爆炸载荷下固支方板的破裂形式,给出了破裂临界压力值,可用于一般工程设计。

斜入射下水中隐身夹芯复合材料壳板结构声学设计

建立了二维空间声波斜入射条件下水中隐身夹芯复合材料结构的声学模型;从水声波动方程出发,推导了斜入射下水中隐身夹芯复合材料壳板结构的声传递矩阵,及终端自由边界条件下的声反射系数和吸声系数表达式;对水中目标的隐身夹芯壳板结构声学系统进行了垂直入射声学试验,试验结果与传递矩阵法数值计算吻合较好;对试验声学系统进行了斜入射下声学性能数值计算,分析了入射角对反射系数和吸声系数的影响;考虑斜入射下夹芯层厚度、密度、损耗因子、及水层厚度等对水中目标隐身壳板结构反射系数和吸声系数的影响,应用数值方法对水中隐身夹芯复合材料壳板结构进行了声学设计;考虑吸声夹芯层总厚度一定,对梯度阻抗夹芯进行了声学设计,分析了梯度夹芯层材料参数和几何参数对隐身结构声学性能的影响。结果表明:水中隐身夹芯复合材料壳板结构实现了承载和隐身的一体化,具有较好的声隐身效果。

预报基座结构噪声的有限元方法研究

有限元法适用的频率范围与单元的大小有关,为了用有限元准确地描述高频振动(结构噪声),一个振动波长中至少划分4个单元.由此,根据研究问题的频率范围更合理地确定单元的大小,并适当选取计算的规模,预报了某基座模型2000Hz内的结构噪声,此研究具有工程应用意义.

中小型舰艇设置轻型复合装甲的作用及爆炸破片的杀伤威力计算

简要论述了先进防弹复合材料在舰艇装甲防护中的应用 ,针对中小型舰艇设置轻型复合装甲的目的 ,进一步论证分析了舰艇轻型复合装甲的防御目标和防护部位 。

混杂纤维增强复合材料抗弹丸穿甲的实验研究

以舰船轻型复合装甲防护为背景,研究了Kevlar纤维和S玻璃纤维为增强材料的两组不同纤维状态和混杂模式的复合材料的抗弹丸穿甲性能,给出了各种不同混杂纤维复合材料靶板的弹丸穿甲吸能量的实验测试结果,并得到了有益的结论。

水面舰艇结构抗水下爆炸毁伤能力表征方法研究

基于舰体抗毁伤能力主要表征参数、舰体抗毁伤完好性等级以及标准毁伤设计载荷的研究,提出了三个表征舰体结构抗水下爆炸毁伤能力的参数,给出了表征参数阈值及其与破损船体的毁伤等级之间的关系,形成了舰体结构抗水下爆炸毁伤能力的表征方法,从而为水面舰艇结构抗毁伤能力的评估和工程设计提供参考。

夹芯复合材料在潜艇声隐身结构中的应用及其相关技术研究

潜艇的声隐身问题一直是研究的热点,各种新的声学材料和结构不断涌现。首先对复合材料在潜艇声隐身结构中的应用情况进行了分析,对其材料、结构形式、作用效果等方面进行了详细阐述,提出了夹芯吸声复合材料作为水下声隐身结构的发展趋势。然后利用数值计算的方法,对夹芯复合材料的声学性能进行了分析,得到了夹芯复合材料各层材料参数,如厚度、声特性阻抗和损耗等对声学性能的影响规律。最后,评估了典型局部结构壳板应用夹芯复合材料后的力学性能和声隐身性能。结果表明,潜艇非耐压结构的壳板采用夹芯复合材料可以满足结构的力学要求,与钢结构相比声隐身能力得到提高。

船舶水下结构噪声数值计算方法研究概况

本文回顾了舰船水下结构噪声数值计算方面的发展 ,阐述了应用不同的方法和措施计算水下结构辐射噪声的特点和现状 ,为进一步研究船舶水下结构辐射噪声提供了参考。

夹层复合材料舵结构设计与声隐身性能的研究

从力学和声学2个方面研究了夹层复合材料水下声隐身舵的结构设计方法,并制作了夹层复合材料舵的局部典型结构模型。通过敞水域声学测量方法,对夹层复合材料舵局部结构模型进行了声隐身性能的试验研究,试验结果表明声波在夹层复合材料舵表面的反射波大大减小,入射的声波大部分被舵吸收。

玻璃钢导流罩新型密封结构设计及其模型试验研究

提出了船舶球鼻首导流罩玻璃钢壳体与船体结构之间的新型连接结构———纤维桩结构和柔性预紧密封螺钉连接结构,即:在钢构架与玻璃钢壳体之间采用纤维桩连接结构,玻璃钢壳体边界与船体搭接板之间采用加橡胶柔性密封的螺钉连接结构。经过导流罩局部模型试验证明,该连接结构能保证导流罩具有足够的强度和水密性,其性能优于现有螺钉连接结构,适合于实船使用。

低速锥头弹丸对薄板穿孔的破坏模式研究

根据低速锥头弹丸对薄板穿孔的实验研究结果，分析了锥头弹丸穿透匀质钢靶板的作用过程，提出了大锥角弹丸穿透薄钢靶板的主要破坏模式为：隆起一剪切破坏和碟形弯曲一花瓣开裂破坏。给出了这两种破坏模式的靶板变形功的计算方法，计算结果与实验结果符合较好。