空爆状态下箱型支柱对箱型梁结构抗爆作用影响分析

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本文建立一般约束和将舷外水简化为附连水质量及水弹簧约束的三舱段结构有限元模型,并进行舱内爆炸和空中爆炸载荷作用下的数值仿真计算,对比讨论了爆炸载荷作用下边界约束对舱段结构响应的影响。选取 Abaqus中的准静态加载方法计算破损舱段的剩余极限强度,对比讨论了爆炸载荷作用时间对评估剩余极限强度结果的影响。在以上分析的基础上,从爆炸结构毁伤和爆炸后结构的剩余极限强度等方面,讨论在箱型梁下方设置箱型支柱对箱型梁结构抗爆作用的影响。研究得到的主要结论如下:  1.在研究舱内爆炸问题时可以不考虑舷外水的作用,直接在空气环境中模拟舱段爆炸,在研究空中爆炸问题时,舷外水对舱段结构抗爆响应的影响不能忽略;  2.计算爆炸后破损舱段的剩余极限强度时,不需要等舱段变形完全稳定,只需要舱段变形能稳定即可;  3.箱型支柱可以看做强力甲板和箱型梁的弹性支座,减小强力甲板和箱型梁的跨中垂向位移。但箱型支柱的刚度过大,容易造成强力甲板和箱型梁面板更快出现破口;  4.箱型支柱不能提高初始结构的极限强度,但由于它能够显著减小强力甲板和箱型梁在爆炸核心区的塑性变形,因此能够提高破损结构的剩余极限强度。并且随着箱型支柱刚度和冲击因子的增加,箱型支柱对破损舱段剩余承载能力的提高越明显。
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