夹芯圆柱壳在水下爆炸载荷作用下的抗冲击特性

邓磊 王安稳 毛柳伟

邓磊, 王安稳, 毛柳伟. 夹芯圆柱壳在水下爆炸载荷作用下的抗冲击特性[J]. 爆炸与冲击, 2014, 34(5): 527-533. doi: 10.11883/1001-1455(2014)05-0527-07
引用本文: 邓磊, 王安稳, 毛柳伟. 夹芯圆柱壳在水下爆炸载荷作用下的抗冲击特性[J]. 爆炸与冲击, 2014, 34(5): 527-533. doi: 10.11883/1001-1455(2014)05-0527-07
Deng Lei, Wang An-wen, Mao Liu-wei. Shock-resistance characteristics of sandwich cylindrical shells subjected to underwater explosion[J]. Explosion And Shock Waves, 2014, 34(5): 527-533. doi: 10.11883/1001-1455(2014)05-0527-07
Citation: Deng Lei, Wang An-wen, Mao Liu-wei. Shock-resistance characteristics of sandwich cylindrical shells subjected to underwater explosion[J]. Explosion And Shock Waves, 2014, 34(5): 527-533. doi: 10.11883/1001-1455(2014)05-0527-07

夹芯圆柱壳在水下爆炸载荷作用下的抗冲击特性

doi: 10.11883/1001-1455(2014)05-0527-07
基金项目: 国家自然科学基金项目(11172330)
详细信息
    作者简介:

    邓磊(1988—), 男, 博士研究生

  • 中图分类号: O382; U661.4

Shock-resistance characteristics of sandwich cylindrical shells subjected to underwater explosion

  • 摘要: 采用声固耦合方法对夹芯圆柱壳和等质量的普通圆柱壳在爆炸载荷作用下的应变、速度和加速度进行有限元计算。结果表明:夹芯防护层对爆炸冲击波可起到较好的衰减作用,即通过芯层的塑性变形,耗散了冲击过程中产生的大部分能量,对里面的圆柱壳体起到较好的保护作用,由于夹芯防护层的存在,与等质量的普通圆柱壳相比,夹芯圆柱壳能够承受更强的爆炸冲击波,降低结构的整体变形。
  • 图  1  流固耦合模型

    Figure  1.  Coupled fluid-structure model

    图  2  水下爆炸载荷随时间变化关系

    Figure  2.  Histories of underwater explosion load

    图  3  夹芯圆柱壳计算模型

    Figure  3.  Sketches of the sandwich cylindrical shells

    图  4  夹芯圆柱壳的有限元模型

    Figure  4.  Finite element model of the sandwich cylindrical shells

    图  5  夹芯圆柱壳的有限元计算结果

    Figure  5.  Finite element simulation results of the sandwich cylindrical shells

    图  6  圆柱壳A1处应变随时间变化曲线

    Figure  6.  Histories of strains at points A1 on cylindrical shells

    图  7  圆柱壳B1处应变随时间变化曲线

    Figure  7.  Histories of strains at points B1 on cylindrical shells

    图  8  圆柱壳C1处应变随时间变化曲线

    Figure  8.  Histories of strains at points C1 on cylindrical shells

    图  9  圆柱壳表面速度随时间变化曲线

    Figure  9.  Histories of velocities on cylindrical shells

    图  10  圆柱壳表面加速度随时间变化曲线

    Figure  10.  Histories of accelerations on cylindrical shells

    图  11  夹芯圆柱壳塑性能量耗散曲线

    Figure  11.  Histories of plastic energies dissipation on sandwich cylindrical shells

    图  12  夹芯圆柱壳动能时程曲线

    Figure  12.  Histories of kinetic energies on sandwich cylindrical shells

    表  1  夹芯圆柱壳结构参数

    Table  1.   Structural parameters of sandwich cylindrical shells

    L/m L1/m R/m R1/m m n t/mm t1/mm tt/mm tb/mm tc/mm
    1.067 0.419 0.152 5 0.182 5 31 26 4.5 20 1 0.5 0.5
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    表  2  圆柱壳表面速度绝对值最大值

    Table  2.   The maximum absolute value of velocity on cylindrical shell

    测点 vx/(m·s-1)
    普通圆柱壳 夹芯圆柱壳
    A1 22.51 13.89
    B1 20.91 17.42
    C1 22.50 13.86
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    表  3  圆柱壳表面加速度绝对值最大值

    Table  3.   The maximum absolute value of velocity on cylindrical shell

    测点 ax/(m·s-2)
    普通圆柱壳 夹芯圆柱壳
    A1 942 253 288 764
    B1 980 023 375 062
    C1 933 984 304 533
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-01-21
  • 修回日期:  2013-05-03
  • 刊出日期:  2014-09-25

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