连续玄武岩纤维增强复合材料船体水下爆炸响应的数值仿真

运用有限元程序MSC.Dytran数值计算水下爆炸载荷作用下连续玄武岩纤维复合材料船体舱段结构的响应,采用层合板模型模拟纤维复合材料,选取一般耦合算法计算流体与结构的耦合效应,并将计算结果与E玻璃纤维复合材料船体仿真结果进行比较,分析2种材料船体结构压力时历曲线、破坏起始位置及破坏形式,得出结论:玄武岩纤维复合材料和E玻璃纤维复合材料船体底板在爆炸载荷的作用下起始破坏形式不同,玄武岩纤维的压缩强度和拉伸强度之比较高,在实际设计制造中更有优势。在船舶建造中可以使用连续玄武岩纤维复合材料替代玻璃纤维复合材料。     

玄武岩纤维复合材料层合加筋板轴向动力压缩破坏分析

基于通用有限元软件,结合复合材料失效准则对玄武岩纤维复合材料层合加筋板在轴向动力压缩载荷作用下的破坏问题进行了研究,并比较了玄武岩纤维复合材料层与S-2玻璃纤维增强复合材料帽形层合加筋板轴向动力压缩破坏的差异.研究结果表明,玄武岩纤维复合材料层合加筋板具备与S-2玻璃纤维复合材料层合加筋板相当的轴向压缩性能.本研究可以为选用玄武岩纤维作为高速舰船船体材料提供参考依据.     

水下爆炸脉动载荷对连续玄武岩纤维复合材料船体结构的影响

运用有限元程序MSC.Dytran模拟水下爆炸气泡脉动现象的整个过程,计算输出气泡中心位置压力时历曲线与爆炸理论吻合;采用层合板模型模拟连续玄武岩纤维复合材料,选取一般耦合算法计算流体与结构的耦合效应,计算连续玄武岩纤维复合材料舱段在脉动载荷作用下的动力响应;分析连续玄武岩纤维复合材料船体结构位移时历曲线、应力时历曲线及船底板应力云图.研究结果表明,在近场爆炸情况下,第一次脉动产生的应力波有可能比爆炸冲击波对船体造成更大的破坏;爆炸产生的脉动载荷频率接近整船或局部构件固有频率时,引发共振,对船体造成爆炸冲击破坏外的附加损害.     

玄武岩纤维复合材料在船艇中的应用技术研究

介绍一种新型连续玄武岩纤维及其复合材料,给出其在国内外的研究及发展概况,简述了国内玄武岩纤维复合材料在船艇中的应用技术研究情况,分别对采用玄武岩纤维和E玻纤建造的复合材料主船体作了总强度、总刚度和振动模态测试,并比较两者的试验结果,得出有用的结论。     

舰船复合材料防护结构的选择与优化

为选择与优化舰船复合材料防护结构,根据陶瓷材料的密度小、强度大、硬度高、抗冲击性能良好等特征,建立以金属为面板的金属/陶瓷复合材料和以陶瓷为面板的陶瓷/金属复合材料结构模型,研究复合材料层合板在爆炸冲击载荷下的抗冲击性能,陶瓷/金属复合材料的抗爆炸冲击性能远远优于金属/陶瓷复合材料的抗爆炸冲击性能。在此基础上,考虑复合材料层合板在防护结构中的位置,讨论不同结构参数对防护结构爆炸冲击性能的影响。研究结果表明,当复合材料层合板设置在空舱外板时,舰船的抗爆炸冲击性能相对较优。     

澳大利亚海军舰船采用纤维树脂复合材料的研究

澳大利亚海军正在研究船体结构用复合材料的各种特性。船体主要结构采用复合材料建造的水面舰艇主要是水雷对抗舰艇，而“科林斯”级潜艇也应用复合材料制造壳体。研究结果指出了短期和长期的工作环境对复合材料的影响，其中包括水下冲击载荷、应变率、疲劳和火灾的影响。此外，应用超声波探测整体厚剖面复合材料的损伤，这些结构中存在的损伤可能是在生产过程中或使用过程中造成的。探讨长期暴露在海水中的船用复合材料机械性能的变化特性。     

新型复合材料玄武岩纤维CBF船艇在太阳鸟研制下线

708所船艇材料资深研究员曹明法最近专程到太阳鸟公司，指导并参予新型复合材料玄武岩纤维应用于船艇的研究和试制。太阳鸟公司与708研究所军船研究中心、上海俄金玄武岩有限公司联合签定《玄武岩纤维复合材料在船艇中应用实践研究的协议书》的科研方案。     

损伤舰船结构安全性评估

损伤舰船的承载能力和环境载荷涉及许多不确定因素。为评估某舰损伤情况下的结构安全性,提出了基于极限强度和极值载荷的损伤舰船结构可靠性模型,分析了损伤舰船极限强度和极值载荷的统计特征,采用拉丁超立方抽样与条件期望和对偶变数相结合的方法进行可靠性分析。可靠性分析结果表明损伤舰船目标裕度可取0.75。     

单向复合材料高应变率下材料特性的研究(英文)

在船舶领域,复合材料及夹芯复合材料板梁结构已大量应用在舰船结构中,尤其游艇及复合材料高速艇上.在运行过程中,这些结构有时很可能会受到如砰击、碰撞等动态载荷或高速冲击载荷.然而到目前为止,大多数的结构设计所用到的材料特性仍基于低应变率情况下的准静态测试结果.该文研究了高速艇等结构中的纤维增强复合材料高应变率情况下的材料特性,通过引入一种粘弹性模型来模拟并分析研究对象.并在世界先进的INSTRON高应变率材料试验机上设计并完成了相关试验,验证了该枯弹性模型、确定了模型中的材料参数.该粘弹性模型然后被用来研究分析应变率对单向复合材料机械特性的影响.     

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。     

某舰尾部上层建筑副炮加强结构刚度有限元分析

为研究某舰尾部上层建筑副炮加强结构的垂向刚度，在有限元软件ANSYS中分别建立副炮基座附近的上层建筑模型、上层建筑带部分主船体舱段模型以及全舱段模型并进行了刚度计算分析。在计算过程中，通过多种结构设计方案的对比计算，分析出了对结构整体刚度影响较大的船体构件和部位，为最终的结构加强提供了依据。着重讨论了模型范围大小、不同边界条件、加载方式以及刚度计算方法对船体结构最终垂向刚度计算结果的影响。     

复合材料舰船典型舱段在水下爆炸载荷下的动力响应

分析了水面舰艇典型舱段在水下爆炸载荷下的动力响应。用ANSYS建立了典型舱段的四分之一模型,用LS-DYNA计算观察了结构的应力云图以及典型单元处的应力随时间的变化。分别设置船体结构材料为正交各向异性的复合材料和钢材料,且使两种情况下船体分段的重量相当,比较了不同材料船体相同位置的应力大小。改变炸药量的大小,计算水中不同距离处的冲击波峰值压力,并与由经验公式计算的结果作了比较。     

破片模拟弹侵彻陶瓷/船用钢复合靶板的理论分析模型研究

简要回顾了陶瓷/金属复合靶板的研究现状.根据船用钢的吸能特点和船用陶瓷轻型复合装甲的特殊性,将10 g破片模拟弹侵彻陶瓷/船用钢的过程分为两个阶段,分别计算了破片模拟弹的侵蚀变形能和船用钢背板的隆起-碟型变形吸能,并将后者分为径向弯曲变形能、径向膜托伸变形能及周向弯曲变形能等,给出了各种能量的计算公式,建立了计算弹道极...     

船舶直流组网电力推进技术发展优势

通过对国内外多型试验船舶建设方案编制论证、参与设计、全程监造并总结多年实际用船经验,分析了几种船型推进系统的优缺点,同时归纳船舶直流组网技术优势与发展潜力,找到国内外在该领域技术差距,为我国未来试验船研制提供参考.     

大型舰艇多学科设计优化船体结构子系统设计方法

多学科设计优化(MDO)是解决复杂系统工程问题的有效手段。通过对大型舰艇多学科设计优化船体结构子系统设计方法进行研究,将船体结构设计分为船体横剖面结构布置方案自动生成、船体横剖面结构方案优选、船体结构重量估算3个步骤;根据总体方案提供的主尺度、横剖面外形轮廓和分层分舱等信息,依据骨材(桁材)均匀布置和余量控制的原则,生成船体横剖面结构布置方案,并提出一套参考母型船设计,确定设计船构件尺寸初值的方法;在船体横剖面结构方案优选过程中,采用调用代理模型代替板架有限元仿真模型的方法来减少结构分析的计算时间,并采用组合法获得重量最轻的设计方案。     

船体梁抗弯能力的计算

在船舶纵弯曲强度的可靠性分析中,需要计算船体梁的抗弯能力,本文提供一种实用计算方法。在此方法中取材料厚度(或剖面积)和屈服限、弹性模量等均为随机变量,利用随机函数的线性化原理,求得船体断面几何要素以及抗弯能力的统计特征值。文中还介绍了国产船用钢材的厚度和屈服极限的变异系数,并利用组合梁模型试验资料对采用梁模型带来的计算误差及其修正办法作了讨论。该计算方法采用了造船人员熟悉的常规强度计算中的格式,便于在船舶设计中应用。     

舰船相贯结构切口形式的力学分析

本文研究了舰船相贯结构切口区的力学性能，应用先进的有限元分析系统，采用分步计算方法，详细分析了位于舰船船体不同部位，不同切口形状、不同切口尺寸不同切口角隅形状、不同通焊孔形式等情况下的应力分布规律，计算了相应的和集中系数，提出了多种加强方案，获得了相应的加强效果。