水面舰艇舷侧抗冲击防护结构形式初探

利用大型有限元软件ANSYS/LS-DYNA和ABAQUS对水面舰艇舷侧抗冲击防护结构形式进行了探讨.分别对传统单壳舷侧结构;双层舷侧结构;双层舷侧结构,舷侧边舱灌满水;双层舷侧结构,舷侧边舱注入一半水;Y型舣层舷侧结构共5种结构的抗远场水下非接触爆炸性能进行了对比计算分析.比较分析了这5种舷侧结构舰体及内部结构的加速度、速度及应力响应数值.研究表明,在远场水下非接触爆炸条件下,双壳结构的抗冲击性能比起传统单壳舷侧结构有很大的改善,而Y型双层舷侧结构的抗冲击性能则明显优于这两种结构.     

舷侧多舱防护结构抗冲击性能数值研究

舷侧多舱防护结构对水下爆炸载荷直接作用后的舰艇生存能力具有较大影响,研究舷侧多舱防护结构的抗冲击性能对优化和设计新型多舱防护结构具有重要意义.通过对典型舷侧防护结构在水下接触爆炸载荷作用下毁伤过程系统分析,揭示了多舱防护结构近结构在接触爆炸载荷作用下不同破坏模式机理;通过改变炸药量及多舱防护结构板厚,得到了膨胀舱外板对多舱防护结构抗冲击性能影响最大,隔板厚度不应大于膨胀舱外板厚度的结论.     

爆炸破片穿透舰船舷侧防护水舱剩余特性研究

为了抵御水下武器对舰船结构的毁伤,大型水面舰船在舷侧要设置多层防护结构。针对破片对防护水舱的毁伤情况以及破片穿透水舱的剩余特性问题,应用ABAQUS软件,采用耦合欧拉一拉格朗日方法,数值模拟了不同形状、不同质量、不同长细比的爆炸破片穿透舰船舷侧防护水舱,特别是背水钢板的演变过程。通过对数值试验结果的分析得到了爆炸破片穿透舷侧防护水舱剩余特性的规律。研究表明,球状破片的剩余速度要比柱状破片的剩余速度大得多,并且破片细长比也是影响破片剩余速度的重要因素。     

爆炸破片穿透舰船舷侧防护水舱剩余特性研究

为了抵御水下武器对舰船结构的毁伤，大型水面舰船在舷侧要设置多层防护结构。针对破片对防护水舱的毁伤情况以及破片穿透水舱的剩余特性问题，应用ABAQUS软件，采用耦合欧拉—拉格朗日方法，数值模拟了不同形状、不同质量、不同长细比的爆炸破片穿透舰船舷侧防护水舱，特别是背水钢板的演变过程。通过对数值试验结果的分析得到了爆炸破片穿透舷侧防护水舱剩余特性的规律。研究表明，球状破片的剩余速度要比柱状破片的剩余速度大得多，并且破片细长比也是影响破片剩余速度的重要因素。     

飞片撞击冲击波载荷在液舱中的弥散效应

[目的]大型水面舰船舷侧受反舰武器攻击威胁较大,通常设置多舱防护结构以保证内部重要舱室的安全。为研究多舱防护结构中飞片撞击冲击波载荷在液舱中的弥散效应,[方法]首先开展爆轰驱动飞片作用小型液舱的机理性试验,获得液舱中典型位置的自由场压力等试验数据;然后基于试验结果验证本文采用的数值仿真方法;最后,计算实尺度舷侧防护结构中液舱对飞片撞击产生的压力波载荷的弥散作用。[结果]结果显示,在液舱中,压力波的压力峰值和冲量随空间位置变化满足指数衰减规律。[结论]研究成果对舷侧防护结构的优化设计有一定的参考价值。     

多舱防护结构水下接触爆炸吸能研究

接触爆炸条件下,舰船结构破损非常严重,大型水面舰艇的多舱防护结构以空间换防护,可将接触爆炸载荷层层吸收,从而保护防护结构内部的各个舱室。文章根据一系列水下接触爆炸试验,结合水下接触爆炸载荷下作用载荷能量和结构破损吸能计算,分析了爆炸载荷能量与结构总吸能的比例关系,以及药量、结构参数对总吸能分配的影响,对提高多舱防护结构抗爆能力具有一定的参考价值。     

舰船舷侧结构水下抗爆试验和机理研究

通过对舰船舷侧结构模型进行水下接触爆炸试验的破损情况的观测分析,研究了舰船舷侧结构在水下接触爆炸载荷作用下的破坏机理,分析了舰船舷侧典型防护结构的破坏模式.利用能量原理计算了舰船舷侧各层防护结构在不同破坏模式下的吸能率,从而揭示了舰船舷侧结构的抗爆机理,为其抗爆设计提供了理论参考.     

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。     

夹层板在舰船舷侧防护结构中的应用

水面舰船抗水下爆炸的性能是舰船生命力的重要方面,深受各国海军重视.以某型水面舰船为研究对象,基于夹层板进行舷侧结构设计;选取典型工况,采用三舱段模型技术,使用MSC.Dytran对夹层板舷侧结构在水下爆炸冲击波载荷作用下的动态响应进行仿真计算.比较分析了流-固耦合力、结构变形、速度、加速度、吸能等重要力学性能.结果表明夹层板应用于舰船舷侧结构使得结构的变形、位移减小,结构塑性吸能增加,显著改善了结构的冲击环境.夹层板是一种防护性能优良的结构形式,吸能效率较高,还减小了冲击波压力及冲量的吸收及传递,对减小舰船其它部位结构的损伤防护起到重要作用.     

舰船舷侧防护结构水下接触爆炸动响应分析研究

舰船舷侧防护结构在接触爆炸载荷作用下的动响应问题是舰船抗爆抗冲击设计的重要组成部分。根据国外水面舰船防护结构形式,在某单层舷侧舰船模型基础上增设舷侧防护隔壁结构,并应用国际上通用的动力有限元程序ABAQUS对其进行水下接触爆炸系列数值仿真实验,考核舷侧防护结构对舰船抗爆抗冲击性能的影响。通过结果的对比分析发现,增设舷侧防护结构后较明显改善了船体外板的损伤情况,且防护隔壁仅发生了少量的塑性变形没有产生破口,从而达到了保护内部机舱等重要舱室的目的,并以防护结构双层隔舱内填充液体抗冲击性能最佳。     

爆炸荷载作用下的舰船防护舱壁的承载能力(英文)

大型水面舰船的防护舱壁需要设计成工作在薄膜应力状态下.利用能量法推导了在爆炸荷载作用下防护舱壁塑性大变形的计算公式、探讨了防护舱壁的最大承载能力,对防护舱壁的设计要求进行了讨论.与国外发表的有关试验结果进行了计算比较,结果表明该方法具有一定的应用价值.     

爆炸载荷作用下舰船防护舱壁的薄膜效应研究

大型水面舰船的防护舱壁需要设计成工作在薄膜应力状态下.本文利用能量法推导了在爆炸载荷作用下防护舱壁塑性薄膜大变形的计算公式,给出了一个工程简化计算方法.并对防护舱壁的设计要求进行了讨论,与国外发表的有关试验结果进行了计算比较,结果表明两种方法都具有一定的应用价值.     

基于TOPSIS法的反舰导弹威胁度排序模型

以水面舰艇最常见的空中威胁—反舰导弹为对象,建立了其威胁指标体系及隶属函数,确定了各指标的权重,运用TOPSIS法建立了反舰导弹的威胁度排序模型,并通过实例进行仿真,该方法求得的结果符合一般的战术推理,可为水面舰艇防空作战决策提供参考。     

考虑了自身损耗的舰艇编队防空作战效能研究

防空作战是舰艇编队抗击空中目标,保卫己方舰艇的重要手段;防空作战效能作为体现编队防空作战能力的重要指标,应以防空作战中舰艇的自身损耗为基础,以编队对空中目标的毁伤能力为主要方面来综合评判编队防空作战效能。文章从编队对来袭空中目标的毁伤能力、舰艇损伤程度、弹药消耗量及人员伤亡程度四个方面对编队防空作战效能进行研究;为客观、全面的研究编队防空作战效能提供了方法。     

舰船防火设计中军民规范的差异及借用民规的舰船防火设计方法研究

从舰船舱室防火分隔的原理出发,提出了舰船防火分隔度概念,并以此比较了军民两种防火规范的差异,获得了如下结论:不同类型船舶的舱室防火分隔要求具有较大的系统差异;同一种类船舶各种舱室的防火分隔要求具有较大的个体差异;舱室的防火分隔要求受多种因素影响,但作为防火区限界面的甲板及舱壁,主要受防火因素的影响;军用舰船和载客不超过36人的客船,在舱室防火分隔度的排序上具有一致性,为军用舰船的借用提供了基础.文中建立了基于防火分隔度概念的借用设计映射方法.该方法按照各类舱室防火分隔度的排序情况,选择有类似排序的船舶,再把该类船舶中与设计舱类相近似的舱室的防火分隔度值映射到军规中去,作为军规中该类舱室的防火分隔度值.由于在军规中增加一类舱室,对各类舱室的防火分隔度值需进行修正.按设计舱类的防火分隔度值,选择与设计舱类的防火分隔度值相邻近的两类舱室作为插值的两个点.按这两类舱室的防火分隔值,插值得设计舱类的防火分隔指标值,然后查表而得设计舱类的防火分隔等级.文中用该方法对坦克舱进行了防火设计.与常规的其他四种设计方案作比较,本文方法所得到的方案是五个方案的确定的中心,兼顾了防火、经济等诸方面的需求.     

基于MCE的编队协同防空武器通道优选研究

针对MCE条件下水面舰艇编队协同防空作战中武器通道优选问题,从信息共享条件下的未来防空需求出发,通过分析武器通道的选择原则,引入理论易懂、计算简单的RSR法来判断通道性能的优劣,为编队协同防空武器通道优选提供了新的解决方法。     

舰船舷侧液舱防护设计(英文)

Based on the traditional Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) algorithm, the linked-list search algorithm combined with the variable smoothing length and square support domain was put forward to improve the calculation efficiency and guarantee the calculation accuracy. The physical process of high velocity fragment impact on a broadside liquid cabin was programmed for simulation. The numerical results agreed well with those of the general software ANSYS AUTODYN, which verifies the effectiveness and feasibility of the numerical method. From the perspective of the outer plate thickness of the liquid cabin, the width of the liquid cabin, and incident angle of the fragment, the influence of these parameters on protective mechanisms was analyzed to provide a basis for protective design of a broadside liquid cabin. Results show that the influence of outer plate thickness is not obvious; therefore, the conventional design can be adopted in the design of the outer plate. The width of the liquid cabin has a great influence on the residual velocity of the fragment and the width of the liquid cabin should be designed to be as wide as possible under the premise of meeting other requirements. There is a certain incident angle in which the velocity attenuation of the fragment is most obvious, and the high-pressure zone near the inner plate is asymmetric. The inner plate of liquid cabin should be strengthened according to the hull form, principal dimensions, and vulnerable points.     

舱室损伤仿真预报系统研究

研究了舱室损伤仿真预报系统的总体构成,分析了该系统中,数据库和模型库的数据表结构,建立了舱室的舱壁和甲板模型,再利用射线分析方法,研究了破片对于舱壁或甲板的穿透原理,构建了计算模型.最后利用VB仿真平台,对破片对舱室的损伤情况进行了初步仿真,为整个舰艇的仿真预报奠定了模型基础.     

舰船舷侧防爆结构在内部爆炸作用下破裂的数值模拟

文章通过应用MSC.Dytran中的多欧拉一拉格朗日耦合方法,对反舰武器战斗部进入舷侧防爆结构内部爆炸作用下其变形和破坏的情况进行数值模拟研究.用多欧拉域模拟结构内外空气中爆炸冲击波传播情况.用快速一般耦合方法计算结构和流体的耦合作用.模拟结果显示:在冲击波作用下,防护结构外层舱室变形、失效后破裂,冲击波通过破口流入内层舱室.由于文中考虑了结构破坏与爆炸冲击波的相互作用,使得数值模拟方法和结果更符合实际.通过对爆炸冲击波动能与结构吸能的研究发现,除了结构的直接吸收削弱了冲击波的动能以外,通过破孔和舱壁上预开的孔泻掉的能量相当于结构总吸能的46.7%.因此在舰船舷侧防护结构设计时考虑内舱壁的适当开孔并减小强度是有益和必要的.     

舰艇编队防空拦截模型及队形研究

在排队论的基础上,通过对舰艇编队防空空间的划分,建立了舰艇编队区域防空模型和点防空模型,并对其拦截效能进行了评估。对于不同方向来袭目标,建立了不同编队队形的拦截效能模型。实例结果表明：增大防空武器系统火力纵深的拦截效能要远远大于增大火力密度的效能。