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第1章 绪论1

1.1 舰船结构毁伤力学的基本内涵1

1.2 舰船结构毁伤力学的主要研究内容1

1.2.1 战争环境毁伤载荷研究2

1.2.2 舰体结构毁伤响应计算方法和抗毁伤防护设计方法研究2

1.2.3 舰体结构抗毁伤能力评价方法和评价衡准研究3

1.3 舰船结构毁伤力学的主要研究方法4

1.3.1 理论研究方法5

1.3.2 实验研究方法6

1.3.3 数值计算方法8

第2章 毁伤载荷及其计算方法10

2.1 对舰攻击武器及其破坏威力10

2.1.1 对舰攻击武器种类和破坏特点10

2.1.2 导弹战斗部对舰攻击破坏威力15

2.1.3 鱼雷、水雷战斗部对舰攻击破坏威力21

2.2 舰船结构毁伤载荷的类型及计算方法23

2.2.1 舰船结构毁伤载荷的主要类型23

2.2.2 空中爆炸冲击波载荷计算24

2.2.3 水中爆炸冲击波载荷计算26

2.2.4 水中爆炸气泡的产生与特征参数的计算29

2.3 对舰攻击武器威力表征方法和舰船结构抗毁伤设计载荷31

2.3.1 对舰攻击武器威力表征方法31

2.3.2 舰船结构抗毁伤能力的设计载荷32

第3章 舰船结构抗毁伤能力的评价方法37

3.1 概述37

3.2 舰船结构毁伤形式和抗毁伤能力表征参数37

3.2.1 舰船结构典型目标类型的划分38

3.2.2 舰船结构毁伤形式的分类38

3.2.3 舰船结构抗毁伤能力的表征参数39

3.3 舰船结构抗毁伤能力的表征方法和评价衡准42

3.3.1 舰船结构抗毁伤结构完好性等级划分42

3.3.2 舰船结构抗毁伤能力表征参数阈值及其完好性等级43

第4章 船体材料及典型结构在爆炸载荷作用下的动态特性48

4.1 常用船体结构钢材料的动态屈服特性48

4.1.1 船用钢动态屈服性能的压缩试验49

4.1.2 船用钢动态性能的拉伸试验51

4.1.3 921钢材料动态模型数据拟合53

4.2 潜艇典型结构在爆炸载荷作用下的动态断裂极限应变55

4.2.1 试验研究方案56

4.2.2 极限应变分析58

4.2.3 开裂判据的确定59

4.3 水面舰艇典型结构在水下爆炸作用下的动态断裂极限应变61

4.3.1 模型设计与试验实施61

4.3.2 模型试验结果62

4.3.3 极限应变分析64

第5章 舰船局部结构毁伤强度计算方法66

5.1 爆炸载荷作用下固支方板的应变场及破坏分析66

5.1.1 试验设计66

5.1.2 试验现象67

5.1.3 应变场的推导67

5.1.4 试验验证70

5.1.5 破裂分析及破裂临界压力71

5.1.6 小结73

5.2 刚塑性板在柱状炸药接触爆炸载荷作用下的花瓣开裂研究74

5.2.1 系统能量分析75

5.2.2 花瓣旋转半径和裂瓣数78

5.2.3 弯矩扩大因子79

5.2.4 接触爆炸破口确定80

5.2.5 算例81

5.3 空中非接触爆炸载荷作用下舰船板架的塑性动力响应82

5.3.1 计算模型和基本假设82

5.3.2 板架塑性变形能计算83

5.3.3 板架塑性极限弯矩M0及极限中面力N084

5.3.4 板架初始动能计算85

5.3.5 求解板架挠度85

5.3.6 算例85

5.3.7 小结87

5.4 空中接触爆炸作用下船体板架塑性动力响应及破口研究87

5.4.1 计算模型与假设88

5.4.2 板架破口计算88

5.4.3 对若干问题的讨论91

5.4.4 算例93

5.4.5 小结95

5.5 船体板架在水下接触爆炸作用下的破口试验研究95

5.5.1 试验研究方案96

5.5.2 加强筋对破口长度的影响分析96

5.5.3 修正后的破口估算公式的验证98

5.5.4 小结99

第6章 水下爆炸作用下舰船结构总强度计算方法100

6.1 概述100

6.2 近场水下爆炸冲击波作用下船体梁毁伤研究102

6.2.1 理论计算模型102

6.2.2 动力平衡方程的推导104

6.2.3 塑性运动过程的数值计算及结果分析110

6.2.4 试验验证111

6.3 水中爆炸气泡作用下舰体结构鞭状运动试验现象与理论分析115

6.3.1 爆炸气泡作用下舰体结构鞭状运动的试验现象115

6.3.2 爆炸气泡作用下舰体结构鞭状运动理论计算方法123

6.3.3 爆炸气泡作用下舰体结构鞭状运动数值计算129

6.4 近距爆炸冲击波和气泡联合作用下水面舰艇总强度计算方法133

6.4.1 概述133

6.4.2 冲击波作用下船体梁冲击振动弯矩计算方法133

6.4.3 近距气泡作用下船体梁动弯矩计算方法136

6.4.4 近距爆炸冲击波和气泡联合作用下舰船极限强度计算139

6.4.5 算例140

6.5 近距爆炸冲击波和气泡联合作用下舰船整体毁伤试验研究145

6.5.1 试验目的145

6.5.2 船体梁模型设计146

6.5.3 试验设计147

6.5.4 试验实施147

6.5.5 试验结果及分析148

6.5.6 小结161

6.6 水面舰艇舰体结构破损剩余强度162

6.6.1 概述162

6.6.2 外载荷计算163

6.6.3 非对称剖面要素计算及总纵弯曲应力计算166

6.6.4 板的失稳折减及有初挠度骨架梁相当面积折减方法171

6.6.5 破损后舰体总纵弯曲的弹性极限弯矩计算175

6.6.6 算例177

第7章 舰艇结构水下爆炸响应数值计算方法179

7.1 概述179

7.1.1 运动现象的数学描述179

7.1.2 流固耦合算法种类180

7.1.3 MSC.Dytran流固耦合计算功能180

7.2 水平弹塑性边界下水下爆炸气泡动态特性的数值仿真研究182

7.2.1 势流及气泡基本理论183

7.2.2 离散方程及耦合算法184

7.2.3 数值模拟184

7.2.4 结果及分析185

7.2.5 小结189

7.3 舰艇在远场水下爆炸载荷作用下动态响应的数值计算方法研究190

7.3.1 计算方法191

7.3.2 算例192

7.3.3 小结197

7.4 水下爆炸冲击波作用下自由环肋圆柱壳动态响应的数值仿真198

7.4.1 一般耦合算法198

7.4.2 有限元模型198

7.4.3 计算结果及分析199

7.4.4 小结202

7.5 潜艇艇体结构在水下爆炸冲击载荷作用下损伤研究203

7.5.1 有限元建模204

7.5.2 艇用钢材料动态性能的试验确定205

7.5.3 结构开裂判据的试验确定206

7.5.4 加载方式206

7.5.5 计算结果及分析206

7.5.6 小结209

7.6 水下爆炸载荷作用下受损加肋圆柱壳的剩余屈曲强度计算211

7.6.1 简述211

7.6.2 结构模型与计算模型212

7.6.3 计算过程及结果213

7.6.4 结果分析215

7.6.5 小结216

第8章 舰船结构毁伤中穿甲问题的分析方法217

8.1 引言217

8.2 低速锥头弹对薄板穿孔的破坏模式研究218

8.2.1 薄板穿甲的一般计算方法218

8.2.2 隆起—剪切破坏模式的薄板穿甲变形功计算方法219

8.2.3 碟形弯曲—花瓣开裂破坏模式的薄板穿甲变形功计算方法220

8.2.4 薄板穿甲公式的试验验证221

8.3 高速破片穿透船用钢剩余特性研究224

8.3.1 高速破片穿透船体钢的穿甲力学分析224

8.3.2 船体钢高速破片穿透试验研究229

8.3.3 算例235

8.3.4 小结235

8.4 FRC层合板抗弹机理研究236

8.4.1 FRC层合板抗弹道侵彻常用经验公式236

8.4.2 FRC层合板的抗弹理论分析模型239

8.4.3 两阶段分析模型240

8.4.4 算例及结果分析246

8.4.5 小结248

8.5 有限元数值分析技术在FRC弹道冲击上的运用与发展249

8.5.1 有限元数值分析技术在FRC弹道冲击研究领域的现状与发展250

8.5.2 高速冲击下FRC层合板受力特征的数值分析252

第9章 现代舰船防护结构设计261

9.1 舰船防护结构的发展261

9.1.1 水上防护结构的发展261

9.1.2 水下防护结构的发展265

9.1.3 舰用装甲材料的发展266

9.2 水上防护结构设计269

9.2.1 舰船装甲防护结构形式269

9.2.2 装甲防护结构设计方法271

9.2.3 抗动能穿甲装甲防护结构设计271

9.2.4 舰用复合装甲防护结构设计273

9.2.5 抗爆加筋板结构设计282

9.3 水下舷侧防雷舱结构设计与评估289

9.3.1 防雷舱结构初步设计289

9.3.2 防雷舱结构能量法和模型试验法评估296

9.3.3 防雷舱结构抗爆能力数值仿真评估305

参考文献311