水面艦船遭受非接觸性水下爆炸時(shí)的沖擊響應(yīng)[外文翻譯].rar
水面艦船遭受非接觸性水下爆炸時(shí)的沖擊響應(yīng)[外文翻譯],水面艦船遭受非接觸性水下爆炸時(shí)的沖擊響應(yīng)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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水面艦船遭受非接觸性水下爆炸時(shí)的沖擊響應(yīng)
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日錄用， 2005年8月15日收錄到互聯(lián)網(wǎng)
Shock responses of a surface ship subjected to noncontact underwater explosions
摘要
在海戰(zhàn)中，戰(zhàn)船不可避免地要遭受空中爆炸和水下爆炸的沖擊載荷，如果爆炸源離艦船很近就會(huì)使船身凹陷甚至穿洞。本文結(jié)合非線性有限元與雙重漸進(jìn)逼近(DAA)方法，還考慮了瞬時(shí)動(dòng)力學(xué)、幾何非線性、彈性材料和流體結(jié)構(gòu)的影響，針對(duì)一艘2000噸的巡邏艇遭受水下爆炸時(shí)的瞬態(tài)反應(yīng)進(jìn)行了研究。取描述沖擊嚴(yán)酷度的參數(shù)KSF=0.8，給出了沿著龍骨的沖擊載荷下的速度、加速度、位移隨時(shí)間的變化圖。此外還闡明了船身塑性區(qū)的擴(kuò)散現(xiàn)象和變形圖。這些瞬態(tài)響應(yīng)特性為設(shè)計(jì)能有效抵抗水下爆炸產(chǎn)生的沖擊載荷的高強(qiáng)度船身提供了一種方法。
關(guān)鍵詞：水下爆炸；流固耦合；水面艦船
1. 引言
水下爆炸對(duì)于海上艦船和潛艇來(lái)說(shuō)都是一個(gè)非常重要和復(fù)雜的問(wèn)題，因?yàn)榻嚯x的水下爆炸能導(dǎo)致船身凹陷甚至是穿洞。分析這些問(wèn)題需要涉及很多領(lǐng)域，包括水下爆炸的機(jī)理、沖擊波的傳播、爆炸氣流效應(yīng)、非線性結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)和流體結(jié)構(gòu)交互作用現(xiàn)象。以前對(duì)于艦船結(jié)構(gòu)遭受水下爆炸響應(yīng)的研究一直受制于國(guó)家安全而得不到較大發(fā)展。本文提出了一種分析艦船遭受非接觸性水下爆炸時(shí)瞬態(tài)特性的方法。
早在上世紀(jì)50年代，水下結(jié)構(gòu)物在遭受水下爆炸沖擊時(shí)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)就引起的人們的關(guān)注。許多文獻(xiàn)都研究了結(jié)構(gòu)物在聲波沖擊下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，這些研究都考慮了很多結(jié)構(gòu)幾何學(xué)和邊界條件。Carrier (1951)提出了一種解決彈性圓柱殼體在水下無(wú)限流體介質(zhì)中遭受瞬時(shí)沖擊波的方法，Carrier先把船體位移放大再將控制方程變形，最后解出這個(gè)變形的的控制方程。船體的位移、流體壓力和船體速度都以模態(tài)反積分的形式給出了。Mindlin and Bleich (1953)對(duì)于橫向射入波的最初的三種結(jié)論模式提出了早期的近似解。由于這一系列的方法不能計(jì)算出船體在遭蔃@寤韉牡諞壞愕某跏技鈾俁鵲淖既分擔(dān)琍ayton (1960)采用雙重積分法得到了船體和流體運(yùn)動(dòng)早期總體響應(yīng)的近似解。同時(shí)Haywood (1958)提出了柱面波的流體壓力和速度的近似關(guān)系式，并用它得到了船體響應(yīng)的最初三個(gè)參數(shù)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日錄用， 2005年8月15日收錄到互聯(lián)網(wǎng)
Shock responses of a surface ship subjected to noncontact underwater explosions
摘要
在海戰(zhàn)中，戰(zhàn)船不可避免地要遭受空中爆炸和水下爆炸的沖擊載荷，如果爆炸源離艦船很近就會(huì)使船身凹陷甚至穿洞。本文結(jié)合非線性有限元與雙重漸進(jìn)逼近(DAA)方法，還考慮了瞬時(shí)動(dòng)力學(xué)、幾何非線性、彈性材料和流體結(jié)構(gòu)的影響，針對(duì)一艘2000噸的巡邏艇遭受水下爆炸時(shí)的瞬態(tài)反應(yīng)進(jìn)行了研究。取描述沖擊嚴(yán)酷度的參數(shù)KSF=0.8，給出了沿著龍骨的沖擊載荷下的速度、加速度、位移隨時(shí)間的變化圖。此外還闡明了船身塑性區(qū)的擴(kuò)散現(xiàn)象和變形圖。這些瞬態(tài)響應(yīng)特性為設(shè)計(jì)能有效抵抗水下爆炸產(chǎn)生的沖擊載荷的高強(qiáng)度船身提供了一種方法。
關(guān)鍵詞：水下爆炸；流固耦合；水面艦船
1. 引言
水下爆炸對(duì)于海上艦船和潛艇來(lái)說(shuō)都是一個(gè)非常重要和復(fù)雜的問(wèn)題，因?yàn)榻嚯x的水下爆炸能導(dǎo)致船身凹陷甚至是穿洞。分析這些問(wèn)題需要涉及很多領(lǐng)域，包括水下爆炸的機(jī)理、沖擊波的傳播、爆炸氣流效應(yīng)、非線性結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)和流體結(jié)構(gòu)交互作用現(xiàn)象。以前對(duì)于艦船結(jié)構(gòu)遭受水下爆炸響應(yīng)的研究一直受制于國(guó)家安全而得不到較大發(fā)展。本文提出了一種分析艦船遭受非接觸性水下爆炸時(shí)瞬態(tài)特性的方法。
早在上世紀(jì)50年代，水下結(jié)構(gòu)物在遭受水下爆炸沖擊時(shí)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)就引起的人們的關(guān)注。許多文獻(xiàn)都研究了結(jié)構(gòu)物在聲波沖擊下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，這些研究都考慮了很多結(jié)構(gòu)幾何學(xué)和邊界條件。Carrier (1951)提出了一種解決彈性圓柱殼體在水下無(wú)限流體介質(zhì)中遭受瞬時(shí)沖擊波的方法，Carrier先把船體位移放大再將控制方程變形，最后解出這個(gè)變形的的控制方程。船體的位移、流體壓力和船體速度都以模態(tài)反積分的形式給出了。Mindlin and Bleich (1953)對(duì)于橫向射入波的最初的三種結(jié)論模式提出了早期的近似解。由于這一系列的方法不能計(jì)算出船體在遭蔃@寤韉牡諞壞愕某跏技鈾俁鵲淖既分擔(dān)琍ayton (1960)采用雙重積分法得到了船體和流體運(yùn)動(dòng)早期總體響應(yīng)的近似解。同時(shí)Haywood (1958)提出了柱面波的流體壓力和速度的近似關(guān)系式，并用它得到了船體響應(yīng)的最初三個(gè)參數(shù)的近似通解。
