| 板壳结构在水下爆炸条件下动力响应 |
| 英文题名 | Dynamic response of plates and shells subjected to underwater explosion load
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| 兰岳
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| 导师 | 戴兰宏
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| 2015
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| 学位授予单位 | 中国科学院研究生院
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| 学位授予地点 | 北京
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| 学位类别 | 博士
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| 学位专业 | 固体力学
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| 摘要 | 板和壳体是舰船和离岸式建筑的基本结构单元，由于其厚度通常远小于其他两个空间方向的伸展长度，因而在水下爆炸载荷作用下即易产生大的动塑性变形而失效，极大的限制了此类结构的工程应用。为此，本文围绕板壳结构受水下爆炸载荷的动塑性响应这一关键力学问题，开展了系列的研究。 通过量纲分析和数值计算研究了受水下爆炸载荷作用平板的控制无量纲数，揭示了在水下爆炸条件下，无量纲板心永久挠度需由表征板瞬动加载响应、表征加载快慢以及表征板形状的三类无量纲数联合表征。对于表征板瞬动加载响应的无量纲数，需包含板与水的流固耦合作用，否则无法正确反映径厚比或长厚比对板永久挠度的影响。 通过量纲分析和数值模拟研究了受水下爆炸载荷作用开孔圆板的控制无量纲数，发现在水下爆炸条件下，无量纲孔口永久挠度需由反映板瞬动加载响应、反映加载快慢的两个无量纲数联合表征。进一步分析表明，开孔板孔控制无量纲数与普通板控制无量纲数的区别在于开孔板附加质量和静极限强度均受孔径比的影响，而水下爆炸激波对板的作用也受孔径比的影响。 提出了用壳体基态永久位移相对于控制无量纲数变化趋势的突变来判断壳体动塑性屈曲的方法。根据此思路研究了轴向受水下爆炸激波作用的半球头柱壳的屈曲条件，发现加载端球壳或柱壳的控制无量纲数分别为壳体所受的无量纲冲量或速度。进一步分析发现，球壳和柱壳屈曲条件均为其控制无量纲数大于某一特定临界值，而且球壳和柱壳的临界值均保存不变。 采用提出的屈曲判别方法研究了横向受水下爆炸激波作用的半球头柱壳的屈曲条件，发现柱壳在此情形下的控制无量纲数为其在水下爆炸条件受到的无量纲冲击速度。进一步分析发现，柱壳屈曲为其控制无量纲数大于某一特定临界值，该临界值随壳体厚径比单调增加，随壳体长径比单调减小。 |
| 索取号 | 31219
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| 语种 | 中文
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| 文献类型 | 学位论文
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| 条目标识符 | http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/55069
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| 专题 | 非线性力学国家重点实验室
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推荐引用方式
GB/T 7714 |
兰岳. 板壳结构在水下爆炸条件下动力响应[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2015.
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