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TRIZ理论的舰船防护舱壁结构型式生成研究

[目的]冲击波与弹片毁伤元是舰船防护舱壁结构设计主要考虑的因素,为研究舰船防护舱壁结构概念型式的有效生成方法,[方法]采用系统化的创新问题解决理论(TRIZ)中的冲突分析方法,获得了舰船防护舱壁结构设计中的技术冲突表征,通过该理论给出的技术冲突解决原理,结合冲击动力学专业知识进行分析,[结果]构建了8个防护舱壁结构概念型式,均可实现对冲击波与弹片2种毁伤元的同时防御,在此基础上探讨了舰船防护舱壁结构概念型式生成可采用的一般性原理。[结论]研究成果可为舰船防护舱壁结构研究与设计提供参考。     

舱室爆炸载荷作用下舷侧防护结构的响应研究

文章对舱室爆炸载荷作用下舷侧防护结构的响应进行了研究,对防护结构的破坏形式、纵舱壁的响应等进行了详细分析.在舱室爆炸载荷作用下,防护结构中以膨胀舱的受损程度最为严重,液舱往里结构受损程度较轻.受膨胀舱中隔板间距疏密影响的,主要是膨胀舱中甲板及横舱壁,液舱往里结构所受影响很小.     

战斗部破片侵彻舰船横舱壁结构的数值分析

半穿甲型反舰导弹主要通过破片侵彻能力和爆炸冲击波能量对目标构成毁伤作用。通过对爆炸破片特性和舰船横舱壁结构破坏模式的分析,采用合适的材料模型和有限元仿真技术,对战斗部破片侵彻舰船横舱壁结构的过程和毁伤效应进行动态描述,分析横舱壁在高速破片侵彻下的破坏机理。考虑破片的可变形性,给出破片侵彻的能量变化和舱壁结构的吸能特性,获得侵彻速度与横舱壁结构吸能的关系曲线,并比较舱壁板和骨材的吸能情况随侵彻速度变化的规律,为侵彻载荷工况下现代舰船横舱壁的防护设计提供参考。     

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。     

破片侵彻作用下的波纹夹层板横舱壁结构响应分析

主流大型舰船的横舱壁结构以加筋板型式为主,但加筋板受制于其单层结构特点,较难提出新的设计.设计一种波纹夹层板,将其应用于大型舰船的横舱壁结构.采用有限元软件建立简化数值模型,研究在高速破片侵彻作用下的波纹夹层板横舱壁结构动态响应和破坏机理,并与传统单层加筋板横舱壁结构进行比较.结果 表明,应用波纹夹层板,横舱壁结构的抗...     

空爆载荷下舱壁新型加筋结构形式研究

采用非线性瞬态动力学分析软件MSC.Dytran,以某舰船舱壁为研究对象,对其进行单层舱壁结构设计分析。根据结构加筋形式的不同,将舱壁结构分为三角管型舱壁、半圆管型舱壁及方管型舱壁3种。利用MSC.Dytran,对不同舱壁结构形式在空爆载荷作用下的能量吸收、变形和加速度等响应进行数值模拟研究。通过对新型设计的舱壁结构与传统板筋舱壁结构的动态响应分析比较发现,方管型舱壁的抗爆抗冲击效果相对较优。     

平台支撑的潜艇内部平面舱壁极限强度的模型试验研究

为了研究平台支撑的潜艇内部平面舱壁极限强度,根据实艇舱壁结构,按1∶2的缩尺比设计制作了一个舱壁模型,采用内压试验方法进行了模型极限承载能力的试验.利用国际通用的大型非线性有限元分析软件MSC/MARC,对舱壁模型进行了几何/材料的双重非线性的有限元分析,试验值与有限元分析计算值吻合良好.通过对模型试验结果的分析,得出了一些对指导潜艇平面舱壁结构设计有实用价值的结论.     

潜艇端部舱壁结构分析

端部舱壁结构是潜艇耐压壳体的重要组成部分.该文利用APDL参数化语言编程对影响潜艇端部球面舱壁强度的主要参数进行了讨论和分析.结果表明过渡环两端均采用相切联接时的端部球面舱壁结构的应力水平最低,分析结果同时也证明在进行舱壁结构分析计算时可以忽略梁柱效应的影响.文中的研究结果对潜艇端部舱壁设计具有重要指导作用.     

舱室复合材料结构的抗爆性能数值仿真

[目的]随着现代舰船技术的不断发展,以及对船体自身抵抗反舰武器打击能力的要求不断提高,复合材料广泛应用于舰船防护结构中。为探究舱室内爆过程中凯夫拉材料防护结构的抗爆性能,[方法]在建立含多层甲板的实船舱段有限元模型的基础上,在两甲板之间建立舱室结构模型,并在其围壁内铺设凯夫拉材料装甲防护结构,计算舱室内爆过程中凯夫拉材料装甲防护结构的动态响应及毁伤。为正确模拟凯夫拉材料各向异性材料的属性特征,采用实体单元建立装甲防护层,对围壁上单元节点与凯夫拉材料单元节点采用tie约束,以保证节点共同运动。[结果]结果显示,未采用防护材料的舱壁在爆炸冲击载荷下发生了完全撕裂破坏,而采用了防护材料的舱壁只在冲击波正对位置发生了局部撕裂破坏。[结论]通过对比分析舱内不同起爆位置、在有/无凯夫拉材料装甲防护结构条件下的舱室毁伤特征,可为舱室的抗爆防护设计起到一定的支撑作用。     

38000 DWT化学品船货舱舱壁形式及选型

化学品船运输的货物繁杂,更换货物时需要对货舱进行彻底清洗.为了减少货物残留和便于洗舱,货舱内的舱壁表面不设骨材,横舱壁和中纵舱壁通常采用槽形舱壁,在形式上分垂直槽和水平槽两种.基于38000 DWT化学品船,对横舱壁的垂直槽形和水平槽形进行研究,将两种舱壁形式在舱容、洗舱便利性、结构重量、设计标准及要求、舱壁材质及施工难度等方面的优缺点进行比较分析,给出设计上的建议.     

水密横舱壁在船体破损时承受浸水载荷的概率模型

在船体破损时，水密舱壁对提高舰船生命力起着关键的作用，实际上现有的水密舱壁设计标准都是按经验和惯例制定的，然而，舰船发生破损事故时，破损船体承受了很大的可变载荷和不确定载荷作用。因此。水密舱壁的设计应采用概率方法进行计算分析。为了更可靠地进行水密舱壁设计，着重研究了一种实船的水密横舱壁载荷概率模型。由此得到了船体破损状态下影响整个水密舱壁全部载荷和变形系数，特别强调的是要进行概率模拟。为此，采用了简单的现象表达式来描述水密舱壁栽荷的作用过程和随机性，在确定船体模拟参数时建议采用反应面分析法。以大型滚装船为例，在船体水线下有较大的破损时应用概率模拟法进行了计算分析。载荷的随机性考虑了船体的流体静力特性，受损部位、船体破损程度、受损事故发生的范围和持续时间，破损状态的环境条件、曲线拟合程度以及模拟误差。最后应用蒙特卡罗模拟法通过概率模型确定水密舱壁承受的最大载荷，并与现行标准规定的设计值进行比较，认为概率模拟是一种有效的确定水密舱壁破损载荷的方法。     

水下结构物舱壁振动控制的结构参数优化研究

舱壁结构参数选择对舱壁振动性能有直接影响。为减小舱壁振动,采用有限元法,选择舱壁板厚度、加强筋数量、加强筋截面大小为变化的结构参数,分析振动随激振力频率、激振力作用方向、舱壁结构参数的变化规律,得到在动载荷作用下,舱壁振动的均方法向速度频响曲线,并以此为依据,设计了潜艇舱壁的结构形式和结构参数。优化的结果可以为舱壁结构参数选择提供理论依据。     

新型舱壁结构抗侵彻性能的数值仿真

对加筋舱壁结构、平板夹芯舱壁结构以及蜂窝夹芯舱壁结构在高速破片侵彻作用下的抗侵彻性能进行数值仿真研究。分别对3种舱壁结构在侵彻作用下的动态响应进行分析,得到3种舱壁结构抗侵彻过程中的变形能,以及破片穿透3种舱壁结构后的剩余动能。计算结果表明:高速破片穿透加筋舱壁结构以及平板夹芯舱壁结构后仍具有较强杀伤力,因而需要改良舱壁结构,以更有效地抵御高速破片的冲击。蜂窝夹芯舱壁结构的抗侵彻性能高于加筋舱壁结构及平板夹芯舱壁结构。     

基于遗传算法的潜艇首端耐压平面舱壁构架分级优化研究

探讨了潜艇首端耐压平面舱壁的结构优化设计,针对舱壁结构复杂、设计变量多、取值离散规格化等难点,确定两级优化方案,即先后分别对舱壁内部主构架和肘板进行优化,采用遗传算法作为优化方法,并利用ANSYS程序对舱壁结构进行受力分析.对遗传算法进行了改进,并在此基础上用MATLAB语言编程实现遗传算法操作,同时编程与ANSYS结合起来,完成结构优化设计.经过迭代优化,得到一个优化方案,优化部分的结构重量较初始方案降低了18.39%.     

内爆下爆距对舱壁变形挠度影响的数值模拟研究

为了研究舱内爆炸时爆距的改变对远爆端和近爆端舱壁变形挠度的影响,运用有限元分析软件建立舱室内爆的仿真模型,分析了爆距变化后舱壁的变形情况及非舱室中心爆炸时舱内冲击波的分布及压力的作用情况。结果表明,在爆距比L_1/L_21时,远端舱壁的变形挠度总大于近端舱壁,两舱壁的变形挠度差随L_1/L_2的增大而增大。当爆距L1增大时,远端舱壁的变形挠度基本呈线性增加,挠度增量约为爆距增量的11%,而近端舱壁的挠度变化不明显;当爆距比L_1/L_21时,舱内爆炸后作用于远端舱壁的冲击波为初始冲击波与来自近端舱壁及四周刚性舱壁的反射冲击波相互作用而形成的叠加波。远端舱壁的冲量总大于近端舱壁的冲量,且两侧舱壁的冲量差值随着L_1/L_2的增大近线性增加。结果可为内爆下舱壁的防护研究提供一定的参考。     

大型风雨密防火卷帘门在改装海工模块上的设计与应用

通常情况下卷帘门结构单薄、不能应用在海洋工程船模块外部暴露舱壁上.目前在船级社海工规范中没有关于风雨密防火卷帘门的设计要求,也没有相对应的设计标准.国内外还没有将卷帘门使用在海洋工程船露天处所的先例.在某改装海工模块外部暴露舱壁上,因开口处受布置所限,我们创新性地将普通卷帘门结构形式进行改进,做到使其满足海工模块外部舱壁开口处的风雨密、防火性A-0的要求.文章结合实船展示,努力探索出风雨密防火卷帘门在改装海工模块上使用的设计方法,为今后进行类似设计提供了参考.     

大型油船槽形舱壁结构形式设计及模糊综合评判

文章从规范设计角度入手,设计采用单面斜壁顶凳、双面直壁顶凳、双面直壁较矮顶凳和横舱壁无顶凳四种顶凳结构形式的槽形舱壁,并进行强度评估.在满足规范要求的前提下,考虑到最大货舱舱容、最轻空船重量、最小应力、最佳工艺性等主要技术指标进行模糊综合评判,优选出综合经济性最好的结构形式.     

17500 DWT化学品船水平槽型横舱壁设计

针对某采用水平槽形横舱壁设计的化学品船,从货舱区结构布置、槽形剖面形状设计、横舱壁支撑结构布置原则等方面对水平槽形横舱壁设计中的要点和难点进行讨论,采用有限元方法对水平槽形横舱壁结构进行验证,与垂直槽形舱壁进行优缺点比较。     

利用3D-BEAM软件对有晃动压力要求的横舱壁的设计初探

本文介绍了在油轮设计初期,利用3D-BEAM软件对承受晃动压力的横舱壁进行结构设计的一种方法.