水下近场非接触爆炸载荷作用下加筋板毁伤变形的数值仿真研究

采用高动态非线性有限元程序MSC.Dytran对复杂加筋板结构在水下爆炸载荷下的动态响应和变形模式进行了仿真分析和模型试验,建立了复杂加筋板架结构水下爆炸作用下动态响应的有限元计算方法.研究了加筋板在水下爆炸载荷下的不同毁伤形式,并利用有限元程序对复杂毁伤形式进行了瞬态毁伤过程分析,认为一定药量近距离爆炸时局部破坏要先于整体破坏.     

榴弹攻击下铝质结构抗爆能力的数值评估

在静爆试验的基础上,结合有限元数值方法对小口径(30 mm)燃烧榴弹舷侧接触爆炸攻击下铝质艇体结构的毁伤进行评估,着重分析了铝质艇体结构在小口径武器攻击下,弹体的攻击角度、弹体的初始侵彻速度以及爆炸产物等对艇体结构破损和毁伤范围的影响以及榴弹爆炸的破片效应.     

多轴特种车辆轮胎系统抗毁伤能力等毁线表征方法

为了探究战场威胁下多轴特种车辆轮胎系统的生存概率,对轮胎系统的抗毁伤能力进行量化表征,提出了一种基于等毁线的轮胎系统抗毁伤能力表征方法。针对轮胎毁伤状态下对整车的影响,基于车辆动力学对轮胎系统的力学特性进行量化表征,建立了轮胎系统功能毁伤的计算模型;采用毁伤理论对冲击波超压场进行弹目交会和量化分析,建立了轮胎系统物理毁伤的计算模型;根据爆心与车辆的位置关系,采用面向车辆全面域的计算特征线,建立了轮胎系统等毁线计算模型。以某型五轴特种车辆为例,进行了表征方法验证。研究结果表明:该表征方法可应用于战场威胁下多轴特种车辆轮胎系统的抗毁伤能力表征,为后续机动规避和防护能力提升奠定模型基础。     

接触爆炸下沉箱重力式码头面板毁伤效应分析

为了探究接触爆炸荷载下沉箱重力式码头面板的毁伤效应,首先以码头上部面板结构小毁伤为目标,设计制作沉箱重力式码头模型进行了爆炸试验,得到1 kg当量TNT炸药在码头面板中央爆炸后码头面板的毁伤情况;然后,在此基础上运用LS-DYNA程序建立基于拉格朗日欧拉法的码头模型有限元数值模型,讨论了控制混凝土HJC模型单元失效删除的关键参数,通过与试验结果的对比确立了混凝土单元各失效准则的取值;最后,对不同炸药位置、不同炸药当量下码头面板的毁伤效应进行了数值模拟研究,得到了不同的毁伤模式和具体的毁伤过程。结果表明:不同爆炸位置码头面板毁伤过程初始阶段具有相似性,之后受爆炸位置结构形式的影响毁伤模式体现出差异性;炸药当量增加会使毁伤程度加剧,相同炸药当量下,管沟处爆炸的毁伤程度要明显重于中间仓格处。     

反舰导弹目标毁伤预测的贝叶斯推断模型研究

导弹反舰作战是一种有效的非对称打击作战样式,目标毁伤预测在其中承担着关键一环.针对现有反舰导弹目标毁伤预测方法在计算代价或样本规模等方面的限制,在贝叶斯网络技术的框架下,提出一种用于目标毁伤预测的贝叶斯推断模型.该模型将导弹反舰作战的突防和毁伤等过程抽象成高层的概率语义,仅需少量样本数据就可驱动模型关键参数的学习过程,在实现目标毁伤预测的同时还附加有发射弹量规划能力.通过实验,验证了模型的可行性与有效性.     

舰载制导炮弹作战效能仿真分析

选择毁伤概率作为效能指标,在分析使用舰裁制导炮弹时岸作战射击误差的基础上建立了毁伤概率模型,并应用蒙特卡洛法对模型进行了仿真计算,同时研究分析了各项技术指标参数对毁伤概率的影响.仿真结果表明,射弹散布概率误差对毁伤概率的影响程度与其它因素相比较轻,射击诸元误差对制式弹对岸打击毁伤概率的影响明显大于制导炮弹,并且得到了激光照射距离和各种误差参数的理想分布,分析的结果可为舰栽制导炮弹的使用和技术指标优化提供一定的参考依据.     

水中爆炸作用下隧道毁伤效应研究

为研究隧道在水中爆炸荷载作用下的毁伤机理和破坏形态,选取典型管节,建立隧道管节的耦合Lagrange-Euler(CLE)三维数值模型,通过水下爆炸试验验证了CLE方法和材料模型的准确性。开展隧道管节的毁伤效应数值模拟,分析冲击波作用过程、管节损伤演化过程和管节破坏机理;进行参数分析,比较不同炸药当量和爆炸距离对管节毁伤程度和破坏模式的影响。结果表明：在水中爆炸作用下,隧道管节的损伤过程超过冲击波的作用时间。在同种炸药当量下,管节前壁的损伤程度随爆炸距离的增加而降低;后壁的损伤程度主要受炸药当量影响,爆炸距离对其影响较小。以位移变形为损伤指标,拟合得到函数关系式,并给出不同破坏程度的临界曲线,可用于评估隧道管节的破坏程度。     

冲击波和气泡载荷联合作用下加筋板塑性变形

水下爆炸冲击波和气泡载荷对舰船结构都有不同程度的毁伤作用,计算舰船结构在水下爆炸载荷作用下的塑性变形时,需要同时考虑两种载荷的影响.通过对加筋板结构刚塑性分析,运用Lagrangian方程,得到一种计算冲击波和气泡脉动压力波联合作用下加筋板塑性变形的方法.该方法计算结果与试验值和文献值吻合较好.对该计算方法的适用范围进...     

水障对来袭的反舰导弹的杀伤力

美国海军水面战中心达黑格伦分部为美国海军研究办公室(ONR)开发出一种在防御高速、掠海飞行的反舰巡航导弹(ASCMS)方面非常有效的技术。此技术使用了一种新的杀伤机理,利用一堵水墙,为舰船提供一种低成本的、普遍适用的末端防御。水障或水墙由多枚水下炸药在浅水处爆炸产生,用来保护舰艇免遭掠海导弹的攻击。这种末端防御被用来减低或阻止在近距离范围内飞来的导弹碎片和弹头破块对己舰的严重毁伤;而且,对穿入内防御层的来袭的掠海飞行的反舰巡航导弹,水障将破坏其引信和弹体结构。这篇论文论述了舰艇末端防御的水障概念和破坏来袭的掠海飞行的反舰巡航导弹的水墙的构成。实地试验证明了此概念的有效性。最后,本论文用1997年实地试验的结果证实了水障对战术导弹弹头和结构的破坏力。     

冲击波在多层结构中的传播

对水下冲击载荷在多层结构中的传播规律进行了理论分析,根据分界面上的应力和速度连续性条件得到透射波强度的解析表达式.从理论分析可以看出,舰船结构的多层防护体系对于减少爆炸冲击的损伤具有重要的作用,防护结构的波阻抗越大,防护的效果越好,这种方法可应用于多层防护结构在远场爆炸冲击波作用下的毁伤或防护方面的预测.     

鱼雷命中后舰船的载荷计算和剩余强度评估

以某舰船为例,计算了鱼雷在舰船底部非接触爆炸使舰体结构产生破损后由于进水引起的浮态和载荷变化,给出了鱼雷命中破损后波浪弯矩随不同破损部位、不同进水体积的变化规律.计算了破损舰船的弹塑性极限弯矩,并对舰船的剩余强度进行了评估.计算结果表明,鱼雷命中的最危险位置是船中,外载荷的增大和结构承载能力的减小使舰体结构在单发命中时也可能失效.     

基于装备损伤概率的舰艇动力系统安全性分析

考虑舰艇损害管制过程中人员因素对系统的影响,运用马尔科夫链对人员操作引起的舰艇动力系统损伤概率进行修正,根据修正后的毁伤概率,建立概率危险性评估模型,引入危险度指标,对动力系统在遭受武器攻击情况下的危险度进行了计算,并依据计算结果对系统安全度进行评定。     

基于场模拟的舰艇防火优化设计

从舰艇结构与人员防护的角度来探讨舰艇防火优化设计,提出了舰艇防火优化设计参数,并利用场模拟模型对着火舱室与火灾蔓延舱室进行定量的数值计算与分析,来确定不能满足舰艇防火优化设计参数的舱室;进而根据分析的结论对这类舱室采取主动或者被动的消防措施.通过这些优化措施使得优化后的舱室满足舰艇防火结构优化设计参数,最终达到舰艇防火的目的.     

复杂电磁环境中水面舰艇作战效能评估的指数模型

复杂电磁环境中水面舰艇作战效能评估对于信息化海战场中水面舰艇兵力的战术运用极为重要,目前还处于一个探索阶段.分析了复杂电磁环境对舰艇装备的作用机理和对舰艇作战活动的影响,建立了效能评估指标体系,针对复杂电磁环境对武器装备作战效能的影响难以定量描述的问题,提出了复杂电磁环境作战效能影响因子这一概念,研究了其求解方法,在此基础上,采用指数法构造了复杂电磁环境中水面舰艇作战效能评估模型,并通过仿真验证了其可用性.     

大型舰艇系统破损失效概率计算

对于大型舰船,多次命中和结构防护成为破损失效概率计算的主要问题,该文通过对各种算法的比较和研究,综合了逻辑代数法、网格积分法和蒙特卡罗随机模拟法的优点,较好地解决了这些问题,得到了满意的计算结果。     

舰艇编队通信网络中心化研究

如何构建健壮的网络是舰艇编队通信组网的一个难点问题,本文通过引入社会网络分析法中的度数中心度、紧密中心度和介数中心度的概念,采取实例验证的方式,从网络拓扑结构的角度研究了水面舰艇编队通信网络的组织结构中心化问题,为海上舰艇编队通信网络的组织结构优化提供了一种新思路。该方法对舰艇编队通信组网具有一定借鉴意义。     

水面舰艇防空火力兼容问题

火力兼容是水面舰艇对空防御火力使用上的难点之一。在描述了舰艇防空火力兼容的五条使用原则的基础上,从时域和空域两个方面,通过对舰空导弹、中口径舰炮和小口径舰炮使用时机与安全爆炸时间之间的关系进行深入研究,从理论上分析了水面舰艇防空火力的兼容问题,建立了相应的数学模型,对于提高水面舰艇的防空作战效能具有实际应用价值。     

水面舰艇规避鱼雷最优策略

规避机动是水面舰艇对鱼雷防御的基础和前提,通过对水面舰艇规避鱼雷过程的分析,建立了水面舰艇规避鱼雷的战术基础模型,并采用变分法进行解算,从所有可能的规避轨线中选取最优的规避轨线.水面舰艇规避鱼雷的战术基础模型,为水面舰艇防御鱼雷作战方案的仿真论证、防御鱼雷最优规避轨线的方案生成提供依据.对研究水面舰艇规避鱼雷战术具有一定的参考价值.     

基于PEPA的舰艇编队防空过程建模及分析

防空作战是大型水面舰艇编队的主要作战样式之一。本文运用PEPA（性能评价过程代数）方法对舰艇编队防空作战全过程进行有效建模,形式化描述了预警探测、情报传递、命令下达、防空拦截等作战主要过程。建立的PEPA模型具有层次化结构,考虑了要素间相互协作,体现了编队防空作战分布、并发的特点。通过对建立的PEPA模型进行性能指标选择和稳定状态分析,得到了不同因素对编队能力发挥的影响情况,获得了防空作战的基本要素组成。从而提供了一种解决舰艇编队问题的新方法。     

船舶近场声辐射特性初探

为了修正目前国内所普遍采用的船舶辐射噪声测量方法,建立了一个具有一定空间分布的船舶辐射噪声源模型。利用波数积分方法仿真计算了该模型在自由场条件下的近程声场,并分析了近场辐射噪声的基本规律。仿真结果与国外文献提供的船舶水下辐射噪声近场特性吻合,验证了所建模型的正确性。