但需测定参数较多。
而模型虽然较简单,但未考虑温度软化效应。
另外,等在中植入种综合考虑了应变率应变强化和温度软化效应的本构模型,对局部爆炸载荷下加筋板的破坏模式进行了数值模拟,研究结果表明考虑温度效应的仿真结果与实验吻合得更好。
材料失效准则方面,现有商用有限元软有更优的冲击波衰减作用。
近年来,研究人员根据夹芯层的渐进式破坏过程提出了梯度夹芯结构型式,以期进步提高夹芯层的吸能效率。
上述实验中,加筋与面板均是采用体成型的连接方式,不过无论加筋与面板是采用焊接还是铆接,的连接方式,均可减弱面板的大变形程度,只不过加筋的影响效应要弱于体成型连接方式。
以上研究分析了加筋数量加筋与面板连接方式加筋布臵位臵的影响,但加筋均位于背爆面侧。
为此,等进步探究了加筋分别位于面板迎爆面或背爆面及面板有无面内约束时对其变形破坏的影响,结果表明加筋位于背爆面时面板中心挠度略大于迎爆面,无面内约束时加筋对面板的变形程度影响大大削弱。
局部载荷作用下加筋板破坏模式局部爆炸载荷下,和等也开展了上述种型式加筋板不同冲量下的空爆实验研究,结果表明与均布爆炸载荷下加筋对面板破坏模式影响较小不同,局部爆炸载荷下加筋数量和布臵方式对,者共同完成冲击载荷的能量耗散。
图典型波纹型夹层结构图典型蜂窝夹层结构图典型桁架型金属夹层结构示意图爆炸载荷作用下夹芯结构的动态响应过程是个非常复杂的动力学问题。
为了便于开展理论研究,等等,首先提出了水下爆炸载荷下夹芯梁和平板的动态响应过程可划分为个作用阶段。
第阶段为流体和结构耦合作用阶段,前面板获得初始运动速度第阶段为芯材压缩阶段,前面板和芯层获得相同的速度第阶段为夹芯结构整体变形弯曲拉伸阶段,动能逐步耗散,完成动力响应,但其并未考虑阶段之间的关联和耦合效应,因而计算结果与实际仍存在定偏差,。
等,和等后续进步细化了各阶段作用过程并考虑了阶段间的耦合效应,使该理论模型计算结果更符合实际,获得了广泛认同和应用。
为了进步提高金属基夹芯结构的吸能效率,研究人员采用单变量法分别探究了前后面板厚度芯层强度相对密度及其结构型式等因素对金属基夹芯结构综述舰船典型平板及加筋板架结构抗空爆冲击波载荷毁伤的研究成果爆炸力学论文沿加筋撕裂加筋板整体撕裂破口双十字加筋板破坏模式有中线加筋两侧对称鼓包对称撕裂,同时两根平行加筋为固定边界,限制了破坏范围。
图局部载荷下加筋板的破坏模式由上可知,局部爆炸载荷下加筋后明显改变了面板的破坏模式,面板将以加强筋为固定边界发生破坏,不过加筋大小对面板破坏模式的影响程度仍需开展进步研究。
另外,等研究了局部载荷下焊接方式对加筋板破坏模式的影响,结果表明焊接方式对塑性大变形下的影响基本可忽略,而对产生撕裂破坏影响较大,如加筋板间断焊接较连续焊接更容易产生撕裂破坏。
破坏模式的数值模拟目前,对于空爆载荷下金属平板或加筋板动响应和破坏效应的数值研究主要采用和等商用有限元软件进行。
总的来说,对于金属平板,或加筋板,的破坏模式,数值仿真结果与实验结果吻合良好。
然而,当涉及到撕裂和破口破坏破坏模式时,数值仿早提出了均布爆炸载荷下加筋板变形挠度的挠厚比经验计算公式。
随后,等在考虑材料应变硬化和应变率效应的情形下,通过大量的数值仿真结合相关实验,给出了矩形加筋板塑性大变形模式下较为简单但实用的挠厚比经验公式。
理论解析法研究中,由于局部载荷下加筋板塑性动响应较为复杂,因而目前大多集中于均布载荷下加筋板塑性变形的理论求解。
刘土光等基于刚塑性材料模型,采用能量法分析了固支十字加筋方板在爆炸载荷下的动响应,提出了两种变形模态之间的判别条件。
黄震球则在文献的基础上,进步分析了爆炸载荷下固支十字加筋方板的大挠度塑性动响应,给出了各种可能的破坏模式以及相应的判别条件。
吴有生等在考虑应变关系和中面拉伸膜力的情况下,利用能量法给出了爆炸载荷下单向多根加筋板塑性变形挠度及破损的理论计算公式。
上述实验中,加筋与面板均是采用体成型的连接方式,不过无论加筋与面板是采用焊接还是铆接,的连接方式,破坏,不仅由人们通常所认为的正压作用冲量决定,负压作用冲量也将产生巨大的影响效应,其最终破坏模式是正压作用冲量与负压作用冲量者博弈后的结果。
边界条件对破坏效应影响固定装药和金属平板下,金属平板的破坏模式不仅由爆距决定,还与边界条件有关。
综述舰船典型平板及加筋板架结构抗空爆冲击波载荷毁伤的研究成果爆炸力学论文。
材料模型中,广泛应用的主要有模型模型和弹塑性随动强化模型模型两种,其均较好地反映金属平板和加筋板破坏模式的抗爆响应。
模型综合考虑了材料的应变率应变硬化和温度软化效应,但需测定参数较多。
而模型虽然较简单,但未考虑温度软化效应。
另外,等在中植入种综合考虑了应变率应变强化和温度软化效应的本构模型,对局部爆炸载荷下加筋板的破坏模式进行了数值模拟,研究结果表明考虑温度效应的仿真结果与实验吻合得更好。
材料当冲击载荷增至定阈值时,面板边界开始产生撕裂破坏,破坏模式进入,包括边界部分拉伸断裂和边界完全拉伸断裂破坏。
此后,随着冲击载荷的继续增大,板中心挠度随冲量增加而减小,面板破坏模式由进入,面板边界产生横向剪切破坏。
图空爆载荷的加载方法图空爆均布载荷下金属平板的典型破坏模式局部载荷作用下金属平板破坏模式局部空爆载荷作用平板结构的抗爆研究中,指出,当比例距离相对较大时,其将产生与均布载荷作用下相似的破坏模式,不过不同的是金属平板在此两种破坏模式的基础上仍然产生了局部的鼓包变形,见表。
当比例距离较小时,局部空爆载荷的局部破坏效应非常明显,金属平板的破坏模式将产生有别于均布载荷下的种变形失效模式见图模式中部出现颈缩的塑性大变形模式中心区域部分撕裂和模式中部完全撕裂破坏并出现帽形失效块。
另外,需要指出的是,以上研究中局具有极强的机动突防能力和精确制导能力,其往往可在距被攻击目标很近距离下爆炸以实现最大程度的毁伤破坏,。
另外,随着导弹战斗部装药当量不断提高,其爆炸后产生的冲击波破坏威力也大大增强,这对舰船的生命力构成了极大威胁。
自世纪年代后期以来,美国共有艘军舰在波斯湾冲突和沙漠风暴行动中遭受到各种不同现代化武器的攻击,图为科尔号特里波里号在遭受恐怖快艇和鱼雷的爆炸冲击下,舷侧结构产生了巨大破口。
因此,提高舰船防护结构在空爆载荷下的防御能力,对增强舰船生命力和战斗力具有十分重要意义。
空爆载荷对舰船结构的破坏效应和防护机理直是国内外舰船防护领域研究重点。
图空爆载荷作用下舰船结构的变形破坏板架是舰船结构的基本组成单元,空爆载荷对舰船的毁伤实质为其对舰船典型结构平板加筋板架的作用。
本文从简单结构出发,首先介绍了舰船典型平板及加筋板架结构抗空爆载荷毁伤的研究成果然后,评述了近年来国内外采用夹层时,计算结果偏差较大,分析后认为无量纲损伤数还应考虑爆距的影响,分别将式修正为对于圆形板对于矩形板进步地,和等认为整体上圆形面板和方形面板的破坏过程和破坏模式相似,遂将圆方形板全部实验数据进行统拟合,提出了者通用的挠厚比经验公式以上所得到的经验公式均是在小当量几克至几十克当量试验的基础上提出的,而大当量下经验公式是否仍适用需进步论证。
等对此开展了大当量装药空爆低碳钢制方形板实验,结合以上所述小当量实验结果,经无量纲分析后认为,空爆条件下装药量与结构变形关系上满足缩尺定律。
另外,其对冲量中比例因子系数进行修正,使理论计算变形值与实验观测值具有更好的致性。
不过,需要指出的是,团队所开展空爆实验中靶板材料均选用低碳钢,由于不同种类钢具有不同的材料属性应变率效应硬化模量强度韧性,所以在相同的空爆载荷下变形破坏可能将大相量不断提高,其爆炸后产生的冲击波破坏威力也大大增强,这对舰船的生命力构成了极大威胁。
自世纪年代后期以来,美国共有艘军舰在波斯湾冲突和沙漠风暴行动中遭受到各种不同现代化武器的攻击,图为科尔号特里波里号在遭受恐怖快艇和鱼雷的爆炸冲击下,舷侧结构产生了巨大破口。
因此,提高舰船防护结构在空爆载荷下的防御能力,对增强舰船生命力和战斗力具有十分重要意义。
空爆载荷对舰船结构的破坏效应和防护机理直是国内外舰船防护领域研究重点。
图空爆载荷作用下舰船结构的变形破坏板架是舰船结构的基本组成单元,空爆载荷对舰船的毁伤实质为其对舰船典型结构平板加筋板架的作用。
本文从简单结构出发,首先介绍了舰船典型平板及加筋板架结构抗空爆载荷毁伤的研究成果然后,评述了近年来国内外采用夹层结构提高抗爆性能的研究现状及舰船应用可行性最后,对今后舰船抗爆防护领域的研究方向做了展望。
金属平板抗空爆载荷防护研究现状破坏模载荷下金属平板破坏模式的归纳总结另外,近年来等在其所开展不同爆距下小当量球形装药毁伤薄钢制和铝制面板实验中,观察到与所述相似的塑性大变形及边界撕裂破坏模式,但其同时发现当爆距较远时,面板破坏模式呈现出靠近爆点侧的反向凹陷变形,这种反常识的破坏现象之前也同样被等和等人所观察发现。
这是因为面板后期弹性振动时迎爆面进入负压真空阶段,面板迎背爆面将产生定压差,使面板在弹性振动过程失衡,进而产生反向运动变形。
等随后通过数值仿真研究发现,反向凹陷变形在负压回弹阶段和后期平衡位臵自由振动阶段均可能发生,同时指出这种破坏情况需在载荷和结构的定匹配条件才能发生。
因此,空爆载荷作用下对于薄制柔性舰船平板结构的变形破坏,不仅由人们通常所认为的正压作用冲量决定,负压作用冲量也将产生巨大的影响效应,其最终破坏模式是正压作用冲量与负压作用冲量者博弈后综述舰船典型平板及加筋板架结构抗空爆冲击波载荷毁伤的研究成






























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