爆炸载荷下固支方板大变形的塑性动力响应

本文对固支方板大变形的塑性动力响应进行了实验和理论研究。其载荷特点是有较大幅值和较长持续时间的爆炸脉冲。文中给出了一些有关固支方板的实验结果。这批试板由应变率敏感材料制成。实验载荷提供的能量足以引起材料的塑性流动,试板的最大残余挠度为板厚的3.78至20.87倍。利用Jones—Sawczuk控制方程,导出了爆炸脉冲下固支方板最大残余挠度的简单理论公式,该式与按冲量作用的相应公式有明显差别。采用本文公式并计及动态屈服应力所得出的最大残余挠度值,与实验结果取得满意的一致。     

冲击波载荷作用下固支正交各向异性薄板挠度特性分析

根据能量原理,采用层合板理论和薄板大变形理论,对四边固支的矩形正交铺层的纤维增强复合材料薄板在爆炸冲击波作用下的弹性大变形进行理论分析,得到了层合板的最大挠度计算公式。有限元数值模拟计算表明,理论计算结果与有限元数值模拟的结果吻合较好,因此该方法可用来对复合材料板在弹性范围内的最大挠度进行预测,同时认为根据薄板的最大挠度,可以计算板的应力(应变)分布和复合材料板失效时的爆炸载荷。     

具有初始挠度的环肋圆柱壳在静水外压作用下的应力分析

本文讨论了壳板初挠度对环肋圆柱壳在静水外压作用下应力分布的影响,用理论分析的方法预报了有初挠度壳体中的应力。通过对涡型初挠度的讨论,建立了初挠度范围因子的概念,提出了具有普遍意义的初挠度数学模型,并且用线性小挠度理论对具有非轴对称初挠度的弹性环肋圆柱壳进行了求解并与SAPV计算结果进行了比较。理论分析表明,初桡度范围对壳体应力也有较大的影响,外凸和内凹初挠度对壳体应力的影响是不同的。因此,应该综合讨论初挠度幅值、范围以及凸凹形式对环肋圆柱壳壳体应力的影响。     

在滑移爆轰波作用下二维金属平板抛掷的理论计算

本文给出了在滑移爆轰波作用下二维金属平板抛掷的理论模型(模型分为真空中抛掷和空气中抛掷两部分)及其计算方案。作者按特征线差分方法设计了程序,上机进行了计算,将其计算结果同实验数据、经验公式做了对比,从而得出一些结论,主要有:①理论模型与实际基本相符;②对于抛板的极限速度而言,当爆轰产物的绝热指数为3时,二维抛掷的计算结果同一维抛掷的公式给出的结果基本一致;③对于抛板的极限速度而言,从理论上算出:空气对抛板的速度影响不大,因此计算抛板的速度可不考虑空气的影响。本文同时根据理论的结果对于常用的经验公式以及它的改型进行了分析和评论。     

半挠性喷管挠性板弹性曲线计算方法

本文基于梁弯曲变形的小挠度线性理论,提出了半挠性喷管挠性板弹性曲线的计算方法。并对挠性板弹性曲线与气动力学给出的型面进行了对比研究,两者吻合得较好,研究表明,结构设计中撑杆合理布局,是影响匹配的关键问题,足应引起设计者的重视。     

复合材料帽形加筋梁强度及刚度实用计算与试验

利用变形协调方程,推导了复合材料帽形加筋梁的等效弯曲刚度公式,建立了复合材料帽形加筋梁的应力、挠度计算公式.计算了均布荷载作用下,不同边界条件下复合材料帽形加筋梁的应力和挠度,并进行了帽形加筋梁的三点弯曲强度试验.对比分析了数值计算结果和试验结果,结果表明:理论计算结果和试验结果吻合较好,说明该方法以及推导的计算公式是可靠的,易于在复合材料船体初步设计阶段中使用.     

二维抛板极限速度的相似性与古尼公式的采用

本文分析影响被炸药驱动下抛板极限速度的重要因素,讨论了一些经验公式的适用范围;提出了根据二维抛板的数值计算得到的两个重要规律:①在炸药与抛板的质量比相同的情况下,抛板的极限速度之间具有一定的相似关系;②修正的古尼公式可用来计算二维抛板的极限速度。     

利用电烟气分析器时计算空气过余系数α的公式

本文提出有关书籍上用电烟气分析器时计算空气过余系数α的公式及其简化依据,并指出由于简化会造成误差在1％以上。在本文中提出一个新的简化公式,可使误差仅仅在0.15％左右(适用于燃油)。针对目前我国海军用的0号重油,提出一个计算α的较精确的经验公式。     

三体船操纵性计算与特性分析

根据操纵性运动线性方程与一阶KT响应方程对某三体船型操纵性运动进行预报.方程中的船体加速度类水动力导数采用Hess-Smith法计算,船体速度类水动力导数采用细长体理论并结合经验公式和图谱进行计算,舵导数采用短翼理论并结合经验公式和图谱进行计算.最后,根据理论计算结果对侧体位于不同纵向位置的三体船和单体船的操纵性规律、特性以及特征参数进行了分析、对比.计算结果表明,该计算方法具有良好的应用前景.     

连接方式对舰船舷侧复合装甲结构抗穿甲性能的影响

为探讨连接方式对舰船舷侧外设复合装甲结构抗穿甲性能的影响,采用均质钢板粘结或叠层接触前置复合材料板分别模拟舰船舷侧粘敷或铆接固定两种连接方式的外设舷侧复合装甲,并结合低速弹道实验,分析了两种连接方式下组合靶板的穿甲破坏模式和抗弹性能,得到了球头弹穿透叠层接触组合靶板的剩余速度理论预测公式。在此基础上,将该理论预测公式计算结果与实验结果进行了比较分析。结果表明:两种组合靶板中前置装甲板的穿甲破坏模式差异不大,但叠层接触组合靶板中钢质背板穿孔周围的蝶形变形范围及其变形程度均较粘结组合靶板中的钢质背板要大;叠层接触组合靶板的整体抗弹吸能要大于粘结组合靶板;弹丸穿透叠层接触组合靶板的剩余速度理论预测值与实验结果吻合较好。     

舰船局部结构在水下爆炸气泡载荷作用下的塑性变形分析

在水下爆炸载荷作用下的舰船局部结构塑性变形计算中,往往只考虑冲击波载荷的影响而忽略气泡载荷的影响。为研究气泡载荷在舰船局部结构塑性变形中所占的比例,利用通用有限元软件Abaqus,对舰船局部结构典型形式加筋板模型在水下爆炸载荷作用下的动态响应进行了数值仿真。其中,载荷计算采用了Geers-Hunter模型,材料本构采用了Johnson-Cook模型。分析仿真结果发现,模型中点变形挠度明显分为两个阶段,很容易区分冲击波载荷引起的变形和气泡载荷引起的变形。将最终变形挠度仿真计算结果与试验结果进行对比,两者吻合较好。计算结果表明:由气泡载荷引起的加筋板塑性变形挠度超过总变形挠度的30%,所以在计算中气泡载荷的影响不容忽视。     

自动喷水灭火系统管系特性系数计算法探讨

本文推导出管系特性系数与节点压力无关的计算公式,计算并讨论了该公式的误差范围,说明了如何在各支管不相同时运用管系特性系数进行水力计算。     

爆炸冲击波对装甲车辆的毁伤效能

针对弹药爆炸对装甲车辆毁伤这一复杂问题进行了合理的简化,研究冲击波对靶板的作用过程。利用AUTODYN软件对爆炸冲击波对靶板的作用过程进行了数值模拟,分析了靶板前后空气压力的变化情况,得到爆炸冲击波作用下靶板中心的挠度值,并与理论计算结果相对比,二者具有良好的一致性,为下一步冲击波的毁伤效能研究提供参考。     

材料非线性问题的摄动边界元解

本文提出用摄动边界元法对材料非线性问题进行应力、应变分析.文中阐述了摄动法的基本理论,推导了摄动边界元法的全部公式,并以简单拉伸板为例对全部理论及计算机程序进行了检验.结果十分理想,并表明本方法不仅精度高,而且具有适用性强,元素少,计算时间短等优点.     

二次反射杂散光计算的近轴理论

光学系统中杂散光的来源很多,但其中各成对光学表面间的二次反射光抵达于像平面,是杂散光的主要来源之一。本文提出了与国外学者不同的新的计算二次反射杂散光的方法,推导了用近轴理论计算二次反射杂光系数的公式,讨论了用这一计算公式进行实际计算的具体方法,编制了相应的计算程序,列举了按此程序计算所得的结果,并对其结果进行了分折,得出了一些有益的结论。     

关于低F_γ下舰船水压场实验及理论计算分析

本文将各种理论计算结果与实验结果作了比较,在此基础上提出:在低速水压场的计算中,兴波的影响是不能忽视的。从而对实验的负误差,有横向距离时水压场计算的误差及理论公式的适用范围等提出了我们的看法。     

桩基础极限荷载有限元判定方法研究

以桩基础极限荷载分析为例,探讨各种极限荷载计算和判定方法,以提高计算精度。有限元极限分析方法分为强度折减法和荷载增量法。强度折减法极限荷载判定方法有:1F-Q_u曲线判定法,即曲线出现V型尖点,则V型尖点前一点对应的强度折减系数为桩基础的安全系数;2F-s曲线判定法,即F-s曲线出现拐点,其后曲线近似平行于s轴;3 F-Δs′ΔP′突变曲线判定法,当曲线发生突变,出现一条近似与F轴垂直的直线,曲线突变前的拐点对应的强度折减系数为安全系数;4数值计算收敛性判定法,即计算恰好不收敛时前一点对应的强度折减系数为安全系数;5塑性区贯通判定法,该方法只适用于判断计算的正确性。荷载增量法极限荷载判定方法有:1P-s曲线判定法,曲线有明显第2个拐点,其后近似平行于s轴,第2拐点对应荷载为极限荷载;2数值计算收敛性判定法;3塑性区贯通判定法。研究表明上述各种方法判定桩基础的极限荷载几乎相同,只要按规定来操作,各种判定方法都是可行的。强度折减法与荷载增量法所得极限荷载误差很小,表明2类判定方法都是可行的。     

三轴椭球表面积的计算

推导得到了三轴椭球表面积的实用计算公式,该公式相较于前人推导的公式不仅形式简单,更重要的是避免了前人推导公式中存在的难以计算的椭圆积分,同时文中的推导过程可以通过改变幂级数展开的阶数来满足不同精度的使用要求.最后,通过相同的地球椭球参数试算比较了文中方法与其他方法得到的计算结果,从而验证了该方法的正确性.     

样条有限点法分析板的非线性动力响应问题

本文提出了用样条有限点法分析板的几何非线性动力响应问题。采用了三次B样条函数与梁的振型函数的乘积作为试函数,由虚位移原理的动力方程出发,建立起以样条函数结点参数表示的基本方程,推导了非线性刚度矩阵的精确显式,并用wilson-θ法求解动力增量方程,求得挠度响应曲线。本文给出了算例,并与文献结果进行比较。本文提出的方法具有计算量小、精度高等优点。是十分有效的方法。     

加筋板架抗动能穿甲的等效防护厚度研究

为研究舰船舷侧结构抗穿甲性能,采用有限元分析了两种典型工况下板架的穿甲破坏模式、弹体的剩余速度和板架的变形吸能规律,提出了基于剪切冲塞模式的剩余速度理论计算模型,比较了不同等效计算方法得到的结果,并将理论计算结果分别与相关文献的实验结果和本文的有限元计算结果进行了比较,两者之间均吻合较好。结果表明,加强筋对板架的抗穿甲性能影响较大,而板架的实际等效厚度是决定其抗穿甲性能的主要因素;不同的等效计算方法与模型相对尺寸、弹体冲击速度以及命中位置有关,对于弹体直径相对较大且初始冲击速度较高时,不同的等效计算方法得到的结果基本一致。