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复合材料船艇结构选型及抗爆性能分析

作　者: 白光辉
导　师: 边文凤
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 复合材料船艇构造形式波浪载荷爆炸载荷数值分析
分类号: U668
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 113次
引　用: 2次
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内容摘要

现代材料科学的发展推动了船艇制造向新型材料转变,现代船艇采用复合材料制造已成为一种趋势。基于玻璃纤维增强复合材料(简称玻璃钢)比刚度大、耐腐蚀、无磁性和整体成型等优点,玻璃钢在船舶上的应用越来越受关注。为了保证船艇在受到爆炸冲击时能保持较强的生命力,本文首先对玻璃钢船体进行结构选型,然后针对所选类型进行舱段模型的爆炸响应分析,通过爆炸响应结果确定船艇的抗爆能力。船体结构形式不同,直接影响船体的结构性能和运动性能。本文针对五种船体构造形式,即:单板横骨架式、单板纵骨架式、单板混合骨架式、硬壳式和夹层式这五种不同结构的船体在外载相同、质量相等的条件下进行数值分析。船体结构选型过程中,考虑到波浪载荷及爆炸载荷的影响。首先考虑波浪载荷,并对其进行准静态处理;然后通过能量原理、动量原理和达朗贝尔原理,采用等效静态法,将爆炸载荷等效为静载,分析水下爆炸载荷下船体的响应与性能。分别在波浪载荷和爆炸载荷下通过综合性能比较,挑选出既符合结构性能要求,又能满足经济要求的结构形式。最后,确定在波浪载荷及爆炸载荷下最佳的复合材料船体结构形式。通过数值分析结果的比较,选择硬壳式结构作为最终的船体结构。为了节省研究时间和研究成本,采用缩比舱段模型来模拟整船模型是船舶设计中常用的方法。因此本文以水下爆炸理论为基础,对复合材料的舱段模型进行了爆炸冲击载荷下的非线性有限元分析,为舱段设计提供数值分析依据。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-15
  1.1 课题背景及研究的目的和意义  8-9
  1.2 国内外发展现状  9-13
  1.3 本文研究主要内容  13-15
第2章波浪载荷下船体结构选型  15-28
  2.1 引言  15
  2.2 全船结构尺寸及结构形式  15-16
  2.3 有限元模型  16-18
  2.4 船体结构形式的选型  18-19
  2.5 载荷计算  19-22
  2.6 有限元计算与结果分析比较  22-26
  2.7 本章小结  26-28
第3章等效爆炸载荷下船体结构选型  28-37
  3.1 引言  28-29
  3.2 载荷计算  29-32
  3.3 结果分析比较  32-36
  3.4 本章小结  36-37
第4章玻璃钢舱段水下爆炸分析  37-52
  4.1 引言  37-40
  4.2 舱段结构及尺寸  40
  4.3 有限元分析  40-48
  4.4 分析结果  48-51
  4.5 本章小结  51-52
结论  52-53
参考文献  53-57
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果  57-59
致谢  59-60
个人简历  60

复合材料船艇结构选型及抗爆性能分析

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