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题名船舶结构碰撞试验及简化数值计算方法
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作者
卢安格
王子棠
孔祥韶
李樱
陈三桂
吴卫国
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机构
武汉理工大学船海与能源动力工程学院
中国舰船研究设计中心
武汉理工大学绿色智能江海直达船舶与邮轮游艇研究中心
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出处
《中国舰船研究》
CSCD
北大核心
2024年第2期128-139,共12页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52171318)。
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文摘
[目的]采用流固耦合计算方法虽能较好地模拟船舶碰撞过程,但计算时间较长,为此,提出一种简化的数值计算方法。[方法]以某船的局部舱段为对象,开展多工况水上碰撞试验。采用力传感器和基于高速摄影技术非接触测量的方法获得到碰撞力及碰撞船的运动时程数据,通过对碰撞接触力和加速度响应等数据进行分析,并针对试验过程开展任意拉格朗日-欧拉(ALE)流固耦合数值计算分析,提出将碰撞过程中水域对撞击船的影响简化为等效质量,将对被撞船的影响简化为等效阻力,以面力的形式作用于被撞船非撞击侧用以阻碍被撞船运动的简化方法,然后基于此简化方法开展不涉及水域与结构耦合过程的数值计算。[结果]结果显示,采用简化计算方法得到的各工况的碰撞力峰值与试验值间的误差均在5%以内,且该方法所需要的计算时长远小于ALE流固耦合算法。[结论]所提简化数值计算方法可为实现船舶结构碰撞响应的高效计算提供一定的参考。
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关键词
模型试验
数值仿真
碰撞响应
任意拉格朗日-欧拉流固耦合
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Keywords
model test
numerical simulation
collision response
arbitrary Lagrange−Euler(ALE)fluidstructure interaction
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分类号
U661.43
[交通运输工程—船舶及航道工程]
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题名封闭空间内活性毁伤元战斗部爆炸载荷特性研究
被引量：1
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作者
罗峰
孔祥韶
周沪
朱子涵
卢安格
曹宇航
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机构
武汉理工大学绿色智能江海直达船舶与邮轮游艇研究中心
武汉理工大学船海与能源动力工程学院
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出处
《含能材料》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第9期911-920,共10页
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文摘
为探明活性毁伤元战斗部封闭空间爆炸载荷特性,开展了活性毁伤元战斗部、惰性战斗部和裸装药的舱内爆炸对比试验,结合高速数据采集系统和三维扫描技术,分析了不同类型战斗部的舱内爆炸压力、温度、受载结构的变形响应和活性材料的能量释放特性,结果表明活性毁伤元战斗部大幅度提高了舱内的准静态压力、温度峰值和受载结构的残余变形,相较于惰性战斗部和裸装药,爆炸压力、温度和结构残余变形最大提高了79.7%、93.6%和62.1%。此外,活性材料能量释放速率、能量释放量与爆轰能量之间呈现正相关关系,其中能量释放量随着爆轰能量的增大出现收敛现象。最后基于活性毁伤元战斗部载荷特性以及金属薄板的爆炸响应规律,发现活性材料的持续释能现象导致舱内准静态压力和结构在1 ms内所受冲量大幅度增加,两者共同影响结构的残余变形。
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关键词
封闭空间爆炸
活性毁伤元
战斗部
残余变形
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Keywords
enclosed space blast
reactive damage element
warhead
residual deformation
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分类号
TJ55
[兵器科学与技术—军事化学与烟火技术]
U661.42
[交通运输工程—船舶及航道工程]
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题名封闭空间内爆载荷下结构响应试验及仿真研究
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作者
徐敬博
卢安格
周沪
郑成
孔祥韶
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机构
中国船舶及海洋工程设计研究院
武汉理工大学船海与能源动力工程学院
武汉理工大学绿色智能江海直达船舶与邮轮游艇研究中心
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出处
《舰船科学技术》
北大核心
2024年第10期34-42,共9页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52171318)。
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文摘
TNT在封闭空间内爆炸会发生燃烧反应并释放大量的能量,这些附加能量会对内爆载荷起到增强作用,为分析封闭空间内爆炸载荷作用下的结构动态响应。开展封闭空间爆炸试验,通过试验数据对称性验证,说明试验中压力测试结果准确可靠;然后开展数值计算研究,并探讨板厚、屈服应力和边界约束3个因素对靶板结构动态响应的影响。数值计算与试验结果的准静态压力吻合较好,靶板中心点初始峰值位移和最终位移的误差均小于5%,验证数值计算方法的可靠性;靶板中心点初始峰值位移和最终位移增大比例与板厚减小比例相当;靶板中心点初始峰值位移减小比例约为屈服应力增大比例的0.2倍,而最终位移的减小比例约为屈服应力增大比例的0.4倍。所采用的数值计算方法能够很好地模拟结构在封闭空间爆炸载荷作用下的响应,可为舰船抗爆结构设计提供一定参考。
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关键词
内爆载荷
结构响应
爆炸试验
燃烧效应
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Keywords
confined blast load
structural response
explosion test
afterburning effect
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分类号
U661.4
[交通运输工程—船舶及航道工程]
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题名多级蜂窝夹芯板结构的舱内爆炸动态响应研究
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作者
殷子俊
郑成
孔祥韶
周沪
卢安格
曹宇航
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机构
武汉理工大学绿色智能江海直达船舶与邮轮游艇研究中心
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出处
《舰船科学技术》
2025年第2期80-87,共8页
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基金
国家自然科学基金资助项目(12202329)。
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文摘
本文旨在研究新型多级峰窝夹芯结构在舱内爆炸载荷下的动态响应与能量耗散机制。利用AUTODYN中Euler-Lagrange全耦合计算方法验证舱内爆炸计算模型的有效性,并对多级蜂窝夹芯结构的抗爆性能进行有限元分析,探究采用激光选区熔化技术3D打印制备的316 L夹芯层的吸能性,定量研究多级蜂窝夹芯结构各部分结构参数对其抗爆性能的影响规律。结果表明,多级蜂窝夹芯板在舱内爆炸载荷作用下变形过程可分3个阶段并且总结了其6种失效模式。随着上面板和二级蜂窝壁厚的提高,结构强度上升,下面板变形降低并且整体吸能减少。上面板增厚时,上、下面板吸能比例均下降;而二级蜂窝壁厚增大时,下面板吸能比例却上升。此外,芯层高度的增加有助于提升结构抗变形能力,下面板变形减小43.9%,但因易塑性压实,吸能潜力及整体稳定性减弱,总吸能下降19.2%。综上,多级蜂窝夹芯结构的抗爆抗冲击性能得到了明显改善,对抗爆结构的工程设计有一定指导意义。
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关键词
舱内爆炸
蜂窝夹芯结构
3D打印
抗爆抗冲击性能
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Keywords
under internal blast loading
honeycomb sandwich structure
3D printing
explosion-resistant and impact-resistant
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分类号
U668.5
[交通运输工程]
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