艦船球鼻艏結(jié)構(gòu)抗沖擊性能研究.pdf

1、球鼻艏結(jié)構(gòu)是水面艦船上一個(gè)極其特殊的部位，其光順的型線設(shè)計(jì)可以減小興波阻力，提高艦船的機(jī)動(dòng)性；同時(shí)它又裝載了艦船偵察水下敵情的聲吶設(shè)備，承擔(dān)著保護(hù)聲吶不受波浪抨擊及遠(yuǎn)場爆炸載荷損壞的任務(wù)，其重要性不言而喻。然而當(dāng)前對球鼻艏強(qiáng)度的文獻(xiàn)及規(guī)范主要針對靜水壓力及極限海況下波浪抨擊力等常規(guī)情況下球鼻艏的安全性，較少考慮到在作戰(zhàn)任務(wù)中球鼻艏受到爆炸沖擊波及氣泡載荷時(shí)結(jié)構(gòu)的響應(yīng)情況。因此對球鼻艏受到水下非接觸爆炸載荷時(shí)結(jié)構(gòu)的抗沖擊性能進(jìn)行研究是十分

2、必要的。本文分別從球鼻艏設(shè)備安全、抗沉性、球鼻艏對氣泡運(yùn)動(dòng)的影響的角度進(jìn)行分析，初步對鈦合金球鼻艏結(jié)構(gòu)的抗沖擊性能進(jìn)行探討，指出薄弱環(huán)節(jié)，為球鼻艏結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。
　　 首先，選取當(dāng)今先進(jìn)艦船首選的鈦合金球鼻艏結(jié)構(gòu)作為研究對象，建立其與整船、流場的耦合模型。通過船舯爆炸及船艏爆炸大量工況，計(jì)算球鼻艏底部聲吶底座在水下非接觸爆炸下的沖擊環(huán)境，并討論爆炸攻角對球鼻艏沖擊環(huán)境的影響，為球鼻艏結(jié)構(gòu)防護(hù)及優(yōu)化提供參考。

3、　　 其次，由于聲吶設(shè)備的透聲需要，球鼻艏導(dǎo)流罩內(nèi)未采用任何肘板，只采用環(huán)狀肋骨支撐，這對球鼻艏結(jié)構(gòu)的抗爆抗沖擊防護(hù)能力提出了極高的要求。根據(jù)球鼻艏結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將結(jié)構(gòu)細(xì)分成鈦合金導(dǎo)流罩、底部鋼結(jié)構(gòu)基座、支撐骨材和連接法蘭。分別考察各部分在水下非接觸爆炸沖擊下的響應(yīng)，對比各結(jié)構(gòu)的塑性變形情況，校核結(jié)構(gòu)的安全性，并指出其薄弱環(huán)節(jié)。
　　 再次，通過大量工況計(jì)算鈦合金球鼻艏在水下非接觸爆炸載荷下安全半徑、臨界半徑及破壞半徑，并通過插值