船體在中遠場水下爆炸環境下的響應的abaqus仿真

2017-09-02 by:CAE仿真在線來源:互聯網

之前看到美國的3000噸級瀕海戰斗艦抗沖擊測試的新聞報道,美軍有錢也是出了名的,不過新聞上也說了:

““戰斗毀傷測試(BDT)也被稱作“抗沖擊測試”,是檢驗近失彈爆炸后,水中爆炸沖擊波對艦體會造成多大影響,以及艦體是否能承受住這種打擊。BDT實際是美海軍大型戰艦服役前的“必過關卡”,連航母都需要測試。”

看到這個想起來自己以前做過的水下爆炸對船體沖擊效應的模擬。

根據爆距來看,這種工況其實屬于中遠場爆炸,中遠場爆炸沖擊效應對船體的毀傷是一個很復雜的課題,不同的工況有不同的效果,比如根據爆點的位置有水面爆炸、水下爆炸,水下爆炸也分為船體側面、船體正下方,等等等等。

船體的毀傷模式又包括很多種,并且一般的毀傷都是多種模式的組合,像局部毀傷(穿甲等,一般是因為爆炸距離較近),整體毀傷(船整體大變形,比如船正下方爆炸形成的空化效應導致船整體斷裂等)。

圓柱殼是潛艇等水下航行器的典型的簡化結構形式,在對水下爆炸以及結構抗沖擊的過程和機理的研究中,往往采用簡化的圓柱殼模型。

模擬的部分效果圖如圖所示:

1. 入射點壓力的時程曲線:第一個峰值(第一個波峰是沖擊波,沖擊波波峰是氣泡脈沖波峰的數倍,并且作用時間非常短,幾乎與y軸重合了,因為時間是根據沖擊波波陣面到達入射點開始計算的。這個是作圖的疏忽,時間軸應該選取一個負數開始的。)是沖擊波,第二個和第三個是氣泡脈沖造成的,整體的壓力大部分時間都小于0,這也叫空化效應。