水下爆炸结构毁伤的数值计算PDF电子书下载

第1章 水下爆炸物理现象和结构毁伤效应 1

1.1 水下爆炸物理现象 1

1.1.1 炸药 2

1.1.2 爆轰过程 2

1.1.3 冲击波 3

1.1.4 气泡运动 4

1.1.5 空化效应 7

1.2 水下爆炸造成的结构毁伤 8

1.2.1 局部毁伤 8

1.2.2 总体折断 8

1.2.3 后爆炸毁伤 10

1.3 水下爆炸软件的简介 11

1.3.1 LS-DYNA软件在水下爆炸中应用 11

1.3.2 DYTRAN在水下爆炸中的应用 12

1.3.3 ABAQUS在水下爆炸中的应用 12

1.3.4 AUTODYN在水下爆炸中的应用 12

1.4 小结 14

参考文献 14

第2章 水下爆炸载荷与材料弹塑性本构模型 16

2.1 水下冲击波 16

2.1.1 压力峰值Pm及其计算参数 18

2.1.2 时间常数θ及其计算参数 19

2.1.3 冲量I及其计算参数 20

2.1.4 能流密度E及其计算参数 21

2.1.5 相似性验证 22

2.2 气泡运动 23

2.2.1 气泡的脉动 23

2.2.2 气泡的上浮 24

2.2.3 气泡的压力 25

2.3 水下爆炸载荷半经验公式 26

2.3.1 试验压力时程曲线 26

2.3.2 静止气泡压力时程曲线解析表达 26

2.3.3 上浮气泡运动求解 29

2.4 材料弹塑性本构关系 31

2.4.1 弹性模型 31

2.4.2 塑性模型 32

2.5 小结 34

参考文献 35

第3章 声-结构耦合理论 36

3.1 声-结构耦合理论 36

3.1.1 基本控制方程 36

3.1.2 边界条件 37

3.1.3 离散的流体-结构耦合方程 39

3.1.4 水下爆炸载荷输入 40

3.2 显式动力分析 40

3.2.1 显式时间积分 40

3.2.2 显式方法的条件稳定性 41

3.3 水下爆炸造成结构毁伤的理论研究 42

3.3.1 水下爆炸冲击作用下圆板的黏塑性响应 43

3.3.2 水下气泡脉动下自由梁的动塑性响应 47

3.3.3 空化现象 52

3.4 小结 56

参考文献 56

附录：计算片空化的理论公式和Matlab程序 56

第4章 水下冲击波结构毁伤计算 60

4.1 水下冲击波结构毁伤建模 60

4.1.1 水下冲击波载荷的定义 60

4.1.2 流体-结构耦合定义 62

4.1.3 材料模型和破坏定义 62

4.1.4 水域几何建模与网格剖分 64

4.2 水下冲击波简单结构毁伤的验证 66

4.2.1 圆板模型 66

4.2.2 气背方板模型 69

4.2.3 圆桶模型 73

4.3 船模在水下冲击波作用下的毁伤验证 77

4.3.1 船模模型描述 77

4.3.2 网格收敛性验证 80

4.3.3 计算结果比较 85

4.4 实船冲击波响应验证 90

4.4.1 有限元模型及测点位置 90

4.4.2 结果分析 92

4.5 水面舰艇在近场水下爆炸下的毁伤模式研究 95

4.5.1 计算模型描述 95

4.5.2 毁伤演化过程 95

4.5.3 毁伤模式 98

4.6 小结 100

参考文献 101

第5章 气泡诱导的结构毁伤计算 102

5.1 气泡毁伤建模 102

5.2 圆柱壳结构气泡毁伤的验证 103

5.3 简单箱型船冲击波-气泡毁伤的验证 110

5.3.1 试验比较 110

5.3.2 毁伤机理进一步研究 120

5.4 具有刚体位移的鞭状振动 130

5.5 冲击波和气泡联合作用下结构的三种运动 137

5.5.1 计算模型设计 137

5.5.2 计算工况及结果 138

5.6 整船自由振动 146

5.7 实船气泡响应 150

5.8 小结 151

参考文献 152

第6章 水下爆炸空化效应 153

6.1 片空化效应计算和试验比较 153

6.1.1 片空化闭合溃灭试验 153

6.1.2 空化二次加载试验 158

6.2 空化效应对水面舰船二次加载的单机计算 163

6.2.1 单机计算模型说明 163

6.2.2 空化效应对船舶结构响应的影响 163

6.2.3 二次加载的分析 167

6.3 空化效应对水面舰船二次加载的并行计算 170

6.4 冲击波、气泡和空化联合作用下背空板动态响应 177

6.5 小结 181

参考文献 181

第7章 水面舰艇水下爆炸分析例 182

7.1 实船主尺度 182

7.2 建立全船的三维几何模型 183

7.3 创建全船的有限元模型 187

7.4 模态分析 195

7.5 ABAQUS水下爆炸关键字设置 197

7.6 ABAQUS水下爆炸结果分析 207

参考文献 217

索引 218