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.     

爆炸冲击作用下加筋板结构变形研究

为了预报加筋板结构在爆炸冲击载荷作用下的变形程度,将加筋板的变形分为整体变形和局部变形,借助数值计算拟合了两者能量分配关系,进而提出了爆炸冲击作用下加筋板结构变形的理论计算方法,并与实验结果进行比较,结果吻合较好。     

不同结构拦截弹的毁伤能力研究

在电磁发射器发射拦截弹撞击来袭目标的过程中,拦截弹的结构材料参数是影响拦截弹加速性能及毁伤能力的一个重要因素。在实验中常用的铝合金材料拦截弹基础上,提出铝-钢、铜-钢2种复合拦截弹结构,以拦截弹与钨合金杆式穿甲弹的碰撞过程为例,对3种拦截弹对来袭目标的毁伤能力进行对比分析。     

超高速碰撞形成一次碎片云特性

对超高速碰撞数值模拟方法进行了讨论.采用ANSYS/AUTODYN程序的SPH方法,对球形弹丸超高速撞击时弹丸的破碎、碎片云的形成及扩展过程进行数值模拟,其结果与实验结果进行比较,并验证了计算方法和模型参数的正确性.在此基础上采用数值模拟方法,对钨合金、轧制均质装甲及LY12铝三种材料的球形弹丸超高速撞击靶板之后形成的一次碎片云形貌及演化规律进行了研究,并基于量纲分析方法得出了碎片云特征参数(碎片云头部速度、径向最大膨胀速度及膨胀角)随初始撞击条件的变化规律。     

双壳结构水下耐撞变形吸能特性分析

以潜艇典型舯部结构为例,建立双层壳体结构水下碰撞数值分析模型,探讨了低强度撞击载荷作用下双层壳体的水下耐撞特性和舷间水的防护机理,指出在低强度撞击载荷作用下,舷间水一方面将使撞击区域减小,另一方面又将撞击能量扩散至舷侧结构整体,从而有效改善外层壳板结构的撞击环境,提高其整体吸能能力。在此基础上,进一步分析了不同撞击强度载荷作用下双层壳体的典型变形及破坏模式,讨论了各主要组成构件的变形吸能分布特性,认为在高强度撞击载荷作用下,双层壳体的吸能主要取决于耐压壳体结构,而非耐压壳体结构的耐撞吸能值将随着壳体的破损而趋于稳定。最后,指出水下双层壳体结构的耐撞特性研究可分为3个强度等级,并存在相应的研究重点和内容。     

SPH算法在超高速碰撞数值模拟中的应用

采用大型动力学软件Ls-dyna中的SPH求解器,对球形弹丸超高速碰撞靶板的过程进行数值模拟。给出由于碰撞速度不同,而引起的不同的碎片云图像,以及不同的靶板破碎孔的尺寸。同时模拟了入射角度不同,而得到不同的超高速碰撞物理过程。初步分析结果表明数值模拟结果是合理的,较清晰地模拟了超高速碰撞下碎片云的生成、膨胀过程。另外,通过数值模拟结果与实验结果的比较分析,表明SPH方法得到的结果能描述相应的超高速碰撞现象。所以采用SPH算法针对超高速碰撞物理过程进行数值模拟是可行的。     

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...     

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。     

近距空爆载荷作用下双层防爆舱壁结构抗爆性能仿真分析

为探讨双层舱壁结构的抗爆性能,采用有限元仿真分析了近距空爆载荷作用下结构的动态响应过程和板材最大有效塑性应变随冲击波载荷强度的变化关系以及结构的失效破坏模式和动态吸能特性,并与相同材料同等重量的传统加筋板架进行了比较,最后对抗爆性能较好的CI型双层舱壁结构进行了结构抗爆的近似优化。研究结果表明:双层舱壁结构能够有效避免局部撕裂失效的破坏模式;相同冲击波载荷作用下,双层舱壁结构吸能较大,但结构板材的最大等效塑性应变却比加筋板架小,因而抗爆性能明显优于加筋板架;通过结构抗爆的近似优化可得到抗爆性能更优的双层舱壁结构,可为工程中双层舱壁结构的选型和抗爆防护结构单元的设计提供参考。     

半穿甲战斗部侵彻运动加筋板数值模拟

为了研究加筋靶板的运动对半穿甲战斗部侵彻性能的影响,采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对截卵形半穿甲战斗部侵彻运动加筋靶板全过程进行了数值模拟,分析了在不同弹着点处加筋靶板的运动对弹体偏转、弹体剩余动能以及弹体过载的影响。研究结果表明:弹体侵彻运动加筋靶板时发生明显偏转,侵彻性能降低,加速度变化曲线出现新的峰值且该峰值随着靶板速度增大而增大。同时,不同弹着点处弹体偏转角的变化过程,加速度变化规律与峰值大小以及靶板抗弹性能都有显著区别。     

舰船避碰自动化系统

舰船碰撞是严重的海事之一 .要从根本上减少舰船碰撞事故 ,装备舰船避碰自动化系统 (ACAS)是必然趋势 .文中提出了一种以估计来船操纵性K、T指数为特征的ACAS ,给出了其系统组成和避碰决策软件框架 ,并以宽深水域双船会遇为例 ,叙述了其避碰决策子系统的 4个基本数模 ,即碰撞危险度、几何避碰、矩阵对策、微分对策数模 .最后给出了该软件计算机仿真的实例     

一种基于 TIN 表达的碰撞检测方法研究

在扼要介绍有关碰撞检测方法的基础上 ,着重研究一种基于TIN (TriangulatedIrregularNetwork)表达的物体之间的几何碰撞检测方法。有效地解决了其中的完整性控制问题 ,并在路径规划等系统中得以成功运用。     

一维三体碰撞过程的数值实验研究

力学中常常将物体之间的相互作用描述为碰撞过程,两体碰撞模型广泛地运用于处理各种物理问题,然而现实世界中普遍存在着多体碰撞.文中建立了三体碰撞过程的动力学方程组,对一维完全弹性三体碰撞进行了数值实验研究.研究结果表明,三体碰撞物体的分离速度与物体之间相互作用过程的细节有关,一般情况下不能简化为相继的两次两体碰撞求解.     

空间碎片碰撞预警系统设计

为评估航天遭遇空间碎片碰撞的概率,设计了空间碎片碰撞预警系统的总体结构,建立了空间碎片数据库。针对航天器和空间碎片最接近时刻的确定及航天器位置误差协方差矩阵计算问题,基于成熟的SGP4和HPOP程序模块,提出了一种新的工程实现方法。在分析现有碰撞概率计算方法的基础上,先利用多种筛选方法剔除无威胁碎片以提高计算速度,再精确计算碰撞概率。充分利用现有程序集,结合多种编程技术,缩短了系统开发周期,并实现了系统的可视化。     

车辆碰撞检测的仿真

为了提高车辆驾驶仿真的可信性,本文采用物体外部轮廓近似投影法,建立了车辆碰撞检测的一种简化数学模型,并进行了仿真验证。结果表明本模型具有简单和计算快捷的特点,能满足车辆碰撞检测的仿真要求。该模型已得到实际应用。     

飞行器碰撞概率计算的一般方法

研究了飞行器碰撞概率计算的一般方法,这种方法通过飞行器和空间物体各自的状态矢量、位置误差协方差矩阵以及形状尺寸来计算飞行器和空间物体的碰撞概率。从位置误差协方差矩阵的一般形式出发,推导了飞行器的碰撞概率计算公式。在推导过程中,将飞行器的相对运动速度看作是方向不变的矢量,从而可以消去平行于相对速度的一维,将三维的概率计算问题转化为和相对速度垂直的相遇平面内的二维概率问题。针对二维概率问题分别研究了三种碰撞概率的计算方法,并比较了它们各自的优缺点。最后通过数值算例验证了三种方法各自的特点及正确性。     

虚拟场景中的碰撞检测算法

综述了当前出现的虚拟场景中的各种碰撞检测算法。重点对包围盒层次法中的轴向包围盒法(AABB)、方向包围盒法(OBB)、离散方向多面体法(K-DOPs)的检测原理和检测效率进行了分析比较。得出的主要结论是:包围盒层次法应用极为广泛,检测效率取决于对包围盒的选取。K-DOPs是介于AABBs和凸包之间的包围盒,只要合理地选取平行平面对的个数和方向,就可以在碰撞检测的简单性和包裹物体的紧密性之间取得较好的折衷。     

虚拟环境下柔性线缆建模方法

研究了虚拟环境下柔性线缆建模方法，给出了离散控制点线缆简化模型和计算各离散控制点坐标值的算法。针对柔性线缆在虚拟环境中的碰撞检测问题，具体分析了从物体侧面绕过和从物体上表面经过2种碰撞检测情况，基于深度矢量和体矢量碰撞检测算法，给出了碰撞检测响应算法。     

针对AES密码第1轮线性碰撞的代数攻击

将旁路攻击中线性碰撞思想与代数攻击方法相结合,使AES加密操作第1轮中的碰撞转换为线性方程组,构造了SAT求解器求解方程组,利用穷举攻击筛选真实的密钥。实验结果表明,该方法可降低密钥搜索空间,最终获得AES128位真实密钥,攻击效果优于碰撞攻击。