舰艇设备舱室爆炸冲击响应研究

为提高舰艇舱室及内部设备的抗爆炸冲击能力,应用瞬态分析软件LS-DYNA分析计算包含大型设备的舰艇舱室内部爆炸冲击响应情况。使用弹塑性金属材料本构模型及JWL炸药本构模型建立舱室有限元模型后,使用流固耦合算法首先对舱室内爆炸冲击波的传播情况进行计算分析,然后通过设备基座变形和设备基座冲击加速度2个方面对舱室内设备爆炸冲击响应情况进行比较分析,评估舱壁厚度对设备冲击的影响情况。最后得出相关结论,这些结论对舱室内设备的合理布置以及设备抗冲击结构设计有一定的参考价值。

爆炸冲击波作用下均质颅骨模型有效性研究

计算模拟已广泛应用于研究爆炸冲击波对头部的致伤机理中,并致力于研发相关的防护装备(如头盔).在这些研究中,复杂的类三明治颅骨结构通常被简化为单层等效均质结构,其模型参数由三点弯曲试验获得.文章通过有限元模拟发现,弯曲等效均质壳-核结构与三明治复合壳-核结构的爆炸冲击响应却存在较大差异:在相同冲击波载荷作用下,前者壳的前部位移比后者壳低约19%,而其后部位移却高约21%;前者内核的前部压力比后者内核低约15%,而其后部压力却高约30%.上述差异主要由于构建三明治复合结构的等效均质模型中,忽略了壳体曲率以及层状结构中界面对应力波的透射影响.鉴于颅脑结构与球形核壳结构的类似性(颅骨为外壳,大脑为内核),球形核壳结构的计算结果可以推广到颅脑结构.因此,基于三点弯曲试验结果构建的传统均质颅骨模型,不能有效描述颅脑的爆炸冲击响应,需要使用更接近真实颅骨的三明治复合模型代替通用均质颅骨模型.

水下远场爆炸下船舶结构响应计算有限元建模方式影响分析

利用有限元软件ABAQUS,针对船舶结构和设备采用不同建模方式,建立4种水下远场爆炸载荷作用下全船结构冲击响应计算的有限元模型,对比分析船体结构局部与总体冲击响应。结果表明:船舶骨材结构与设备的建模方式对结构局部冲击响应如加速度、应力等影响很大,而对结构的总体响应如剖面弯矩等刚性安装设备采用质量点均摊的方式处理以减小建模的工作量。对于大型的弹性安装设备,需采用质量点和弹簧单元仔细建模。