舰船油舱新型抑爆材料抑爆效能实验研究

本文采用实弹炮击的形式试验研究了2种新型抑爆材料对舰船油舱的抑爆效果。分别用高速相机、红外热像仪和压力传感器来记录爆炸图像、温度场分布以及爆炸超压,试验结果与空白实验进行了对比。通过试验研究,给出了2种抑爆材料在喷气燃料(RP-3)爆炸过程中的高速图像、温度分布以及爆炸超压曲线等数据,为未来选取舰船油舱抑爆材料提供了一定的理论基础。试验结果表明,网状高分子材料和非金属球形材料在不同程度上对舰船油舱起到了抑爆效果。     

舰船舱室水雾抑爆技术研究进展

在现代海战中,导弹穿舱内爆将对舰船造成严重毁伤,水雾抑爆技术可以有效衰减爆炸威力,成为一种新型的防护技术。本文综述水雾抑爆防护技术研究现状,分析气液两相混合介质中冲击波传播过程,液滴在该过程中发生的破碎、蒸发气化现象及气液两相混合介质对爆炸威力的衰减,简要介绍水雾抑爆系统在国外舰船的使用,从水雾抑爆的理论和实验研究、数值模拟研究及应用上提出发展水雾抑爆技术目前存在的难点并指出接下来应在大模型实验、抑爆机理、双流体模型及多机构合作方面开展工作。     

舰船卤代烷抑爆技术研究

论述了船用卤代烷的应用和发展，详细分析和探讨了应用于弹药库等高危场所的抑爆技术。通过对卤代烷灭火与抑爆工作机理的研究，以及对多种卤代烷特性的比较和分析，提出了卤代烷1301是目前比较理想的船用抑制剂；在对应用卤代烷作为抑制剂可行性进行阐述的基础上，给出了卤代烷1301设计用量、喷头流鼍等具体计算方法，并对弹库抑爆系统设计中应考虑的问题进行了探讨，旨在探索我国舰船弹库安全技术发展的新思路。     

RP-5喷气燃料灭火和抑爆实验研究

在综合分析实验数据的基础上，总结1301、1211、N2、CO2和废气“惰性气体”等5种灭火介质作用于RP-5喷气燃料的灭火浓度、惰化浓度和推荐设计浓度。初步分析探讨上述5种介质在RP-5喷气燃料灭火和抑爆系统设计时的不同适用场合和限制条件。     

船舶航空煤油舱二氧化碳抑爆系统设计研究

对船舶航空煤油舱采用贮存二氧化碳作为抑爆介质的系统设计进行了分析和探讨，提出了较为可行的系统设计原则方法。     

油船货油舱超压/真空保护系统的设计

以一艘9000t油船货油舱超压/真空保护系统的设计和计算过程,介绍了运载闪点低于60℃的油船货油舱超压/真空保护系统的设计思路和方法,并对运载闪点低于60℃的油船货油舱超压/真空保护系统的设计特点、高速P/V阀的选型及系统的主要性能等做了探讨。     

水下爆炸载荷作用下舰船结构动响应及新型防护结构

为提高舰船的战斗力和生命力,研究水下爆炸载荷作用下典型舰船结构的损伤破坏模式以及构件爆炸变形能吸收特性乃是极其必要的。基于上述研究,并结合吸能理论,设计出4种吸能效果好、结构材料轻、制造工艺简单的舰船双层底新型防护结构形式;采用数值仿真与试验相结合的研究方法,分析新型结构形式的吸能效果,获得吸能效果较佳的舰船双层底新型防护结构形式。     

多层防护结构舱内爆炸试验

舰船舷侧多层防护结构的主要作用是抵御反舰武器对内部结构的破坏。文章通过反舰武器战斗部模型在舰船舷侧防护结构内部爆炸的模拟试验,研究了战斗部内爆作用下防护结构的破坏模式、多层防护结构防御冲击波和高速破片的效果以及内部结构的冲击响应,对比分析了空舱和水舱在战斗部接近爆炸作用下的变形和破坏情况。通过对试验数据的分析发现在战斗部接近爆炸载荷作用下,水舱内板的动态响应出现了"二次加载"现象。     

水下非接触爆炸作用下舰船结构损伤评估

由于水下爆炸和舰船结构动态响应的复杂性,水下非接触爆炸作用下舰船结构损伤研究主要来自于对试验现象或试验数据的分析。传统对水下爆炸作用下舰船结构损伤研究的理论分析和计算过程主要考虑水下爆炸冲击波和2次压力波。本文提出了气泡脉动对舰船结构的冲击,明确了气泡脉动对舰船结构损伤的关系;在综合研究水下非接触爆炸作用下舰船结构损伤模型基础上,建立了舰船结构的损伤等级,确定了等级评估标准;举例与模拟试验情况下舰船结构损伤情况进行对比,结果基本吻合。     

反舰导弹舱内爆炸作用下舰船结构毁伤机理研究进展

反舰导弹对水面舰艇最主要的攻击模式是它侵彻舷侧后在舱内爆炸。论文系统总结了在反舰导弹舱内爆炸作用下舰船舱室结构毁伤机理的研究进展,论述了两种最重要的舱内爆炸载荷—高速破片群和舱内爆炸压力,分析了船体材料本构关系和模型的发展历程,回顾了在爆炸载荷作用下舰船板/加筋板/舱室动态响应的规律和毁伤模式。最后提出了反舰导弹作用下舰船结构毁伤机理的研究建议。     

舰船柴油舱组及其集中透气管内柴油蒸气燃爆数值模拟

针对舰船柴油舱组及其集中透气管由于柴油蒸发可能导致的油气起火爆炸以及火焰通过透气管传播引发相邻油舱爆炸的问题,采用Fluent、Flacs数值模拟软件分别模拟柴油油气蒸发和组分分布情况以及当前分布下柴油舱发生起火爆炸并进一步通过透气管发生传爆的可能性及危害性。Fluent模拟结果显示,不同温度下油气分布规律类似,差异主要体现在油气扩散速度和油气体积分数。Flacs模拟结果显示,在文中模型体系条件下,透气管管径为150 mm时难以发生传爆;当管径为500 mm时,则可发生传爆现象。     

运载闪点低于60℃的油船货油舱超压／真空保护系统的设计和计算

本文就一艘9000吨油船货油舱超压／真空保护系统的设计和计算过程,介绍了运载闪点低于60℃的油船货油舱超压／真空保护系统的设计思路和方法,并对运载闪点低于60℃的油船货油舱超压／真空保护系统的设计特点、透气装置的选型及其主要性能等做了探讨。     

WENO格式精度对舱室内爆炸载荷影响规律研究

舰船舱室内爆炸载荷主要包含瞬态多峰值冲击波和持续时间较长的准静态超压,为了研究WENO格式精度对舱室内爆炸载荷影响规律,基于Fortran平台,采用3阶、5阶、7阶WENO有限差分格式,开发了高精度舱室内爆炸载荷三维数值计算程序。采用Sod激波管、双爆轰波碰撞、激波与熵波相互作用等经典算例初步考察了各数值格式的计算性能。开展了封闭舱室、泄压舱室内爆炸载荷数值计算,探讨了WENO格式精度对舱室内爆炸载荷影响规律。研究表明:WENO格式精度对舱室内爆炸冲击波载荷影响较大,对舱室内爆炸准静态超压载荷影响较小。     

舰船密闭区域气密特性研究

舰船密闭区域是一种容积较大、结构复杂、内部空气需建立一定超压的特殊区域,设计要求密闭区应具有一定的气密性。采用圆管层流和孔板流2种流量计算公式推导了舰船密闭区域气密压降特性的2种表达式,表示了密闭区气密压降过程中压力和时间的变化关系,并通过了试验验证。介绍了密闭区流量平衡特性,推导出密闭区漏气量和超压的关系式。论述了圆管层流法和孔板流量法2种密闭区气密压降特性和流量平衡特性的参数转换方法,并进行了试验验证。结果表明,舰船密闭区域气密特性及其转换方法的研究,为密闭区域的气密性检验提供了技术基础。     

水下爆炸对舰船结构损伤特征研究综述

鱼雷、水雷等水中兵器是舰船生命力的主要威胁之一。舰船水下爆炸已成为国际上研究的热点问题,虽然,近年来在舰船水下爆炸领域取得了一系列丰硕的研究成果,但迄今为止,水下爆炸冲击波、气泡运动及其对舰船结构的毁伤机理与规律仍未被完全揭示。针对此研究现状,首先分析了水下爆炸载荷特性,总结了水下爆炸对舰船结构的毁伤特性;其次,从应用研究和科学研究两方面,概括了舰船水下爆炸实验、理论分析以及数值方法方面的研究进展,总结了在基础研究方面存在的问题,旨在为舰船抗爆抗冲击相关研究提供参考。     

气泡运动与舰船设备冲击振动关系的试验验证

由于水下爆炸和舰船动态响应的复杂性,对舰船水下爆炸动响应的认识的深刻程度主要来自试验现象和试验数据的分析.由于水下爆炸冲击波和二次压力波早已在水下爆炸试验测量中被发现,因此,在舰船和设备水下爆炸动响应的理论分析和计算过程中只将药包水下爆炸的冲击波作为主要外力,有时也考虑二次压力波的作用.也有人在研究中发现,气泡的运动有时对于舰船设备的运动是重要的.作者于1995年在浮动冲击平台水下爆炸试验中发现"水下爆炸气泡膨胀产生的滞后流是使安装频率为数十赫兹的舰船设备产生冲击振动的主要能源".近年来,发表的水下爆炸气泡运动的研究文献增多,但是,基本没有涉及气泡运动与舰船设备冲击振动的关系.在2003年的圆筒模型水下爆炸试验研究中,作者从另一种角度,用更加简明有力的证据,验证了上述结论.显然,这一发现不仅对于建立正确的理论计算力学模型有重要作用,甚至对于舰船防护的研究乃至水中兵器的研究都有着重要意义.     

实尺度舰船舱内炮弹静爆试验方法

[目的]为提高舰船在舰炮攻击下舱室损伤特性的等效性,更好地反映实船舱内炮弹爆炸对船体结构、设备和人员的毁伤特性,[方法]采用实船舱室模型进行炮弹舱内静爆试验,以得到舱内静爆冲击波的超压、准静态超压、结构应变等数据处理方法,最终得到实验爆源、舱室结构、设备和人体模型的简化方法及设计制作要求。[结果]根据试验结果,总结出局部花瓣破口(Ⅰ)、边界剪切断裂(Ⅱ)和板架大变形(Ⅲ)3种舱室结构的损伤模式及其判据。其中,新提出的损伤模式Ⅰ的判据为爆距小于0.25倍板架宽且爆源能量大于板的弯曲塑性变形能。[结论]该研究将前人总结的矩形板架爆炸变形破损模式进行了拓展,所得结果可为舰船抗爆校核评估与防护设计提供参考。     

舰船结构在非接触爆炸载荷作用下的非线性分析

舰船在海战中经常遭受鱼雷、火炮、炸弹和导弹等武器的攻击,由于接触爆炸和非接触爆炸对舰船是致命的,所以如何正确预报爆炸载荷作用下舰船结构的变形与破损,是各国海军都十分关心的一个问题,也是生命力研究的一个重要课题.本文主要研究船体舱段遭受反舰导弹和激光制导炸弹2类武器攻击非接触爆炸后产生的塑性变形的大小和范围.采用准静态方法,根据相关文献将爆炸载荷化为静载,同时考虑材料非线性和几何非线性,对船体舱段在遭受导弹和激光炸弹攻击时进行有限非线性分析,得出相应的结论.     

基于风险的舰船火灾爆炸评估方法研究

对目前基于风险的舰船火灾、爆炸风险评估方法进行了讨论和归纳.对如何进行舰船火灾、爆炸事故的危险源辨识进行了分析,并对该类事故危险源进行了归类.提出了舰船火灾、爆炸事故风险接受准则确立的建议,并将FTA法应用于舰船火灾、爆炸事故评估,构造了整个事故的故障树以及研究框图.从风险的角度评估及减少舰船火灾、爆炸事故提出了建议,指出了舰船火灾爆炸事故研究的方向.     

舱内爆炸破片特性及其毁伤威力

运用非线性软件MSC/Dytran对反舰导弹在舰船舱内爆炸产生的高速破片载荷特性,包括破片初速、破片质量以及破片形状等进行有限元分析,并将数值模拟结果与经验公式计算值进行比较。通过破片高速侵彻一种初步设计的双层平板舱壁结构过程的动态模拟,确定破片能够穿透双层舱壁上下面板的临界质量;根据破片质量分布规律和双层舱壁结构的损伤情况,对破片的毁伤威力进行等级划分,为新型舰船舱壁结构的防护设计提供有效指导。