連續(xù)玄武巖纖維復(fù)合材料是以天然玄武巖礦石為原料，將礦石破碎后加入熔窯中，在1450- 1500℃熔融后，通過(guò)噴絲板拉伸成連續(xù)纖維，并以玄武巖纖維為增強(qiáng)體制成的新型復(fù)合材料。連續(xù)玄武巖纖維復(fù)合材料性能優(yōu)異，其作為建造材料的艦船，與傳統(tǒng)鋼制艦船相比擁有重量輕，結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí)，抗腐蝕能力強(qiáng)等特點(diǎn)，同時(shí)又比性能相近的碳纖維復(fù)合材料成本低廉，有廣闊的發(fā)展前景。

      在現(xiàn)代海戰(zhàn)中，隨著反艦武器的發(fā)展，水面艦船易受到空中爆炸和水下爆炸的威脅，使艦船削弱、甚至完全喪失戰(zhàn)斗力和生命力。因此，研究非接觸爆炸對(duì)艦船的破壞效應(yīng)，在設(shè)計(jì)階段預(yù)報(bào)艦船結(jié)構(gòu)在非接觸爆炸下的響應(yīng)，對(duì)提高艦船的戰(zhàn)斗力和生命力具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。

       本文主要工作是研究連續(xù)玄武巖纖維復(fù)合材料船體的抗爆性能。介紹連續(xù)玄武巖纖維復(fù)合材料力學(xué)基礎(chǔ)及爆炸基本理論。運(yùn)用有限元軟件Dyt ran分析了連續(xù)玄武巖纖維復(fù)合材料上層建筑結(jié)構(gòu)在空中非接觸爆炸載荷下的響應(yīng)，運(yùn)用多歐拉域模擬結(jié)構(gòu)內(nèi)外部空氣及爆炸物，研究船體上層建筑破裂及建筑內(nèi)外空氣壓力變化情況。數(shù)值計(jì)算水下爆炸載荷和脈動(dòng)載荷作用下連續(xù)玄武巖纖維復(fù)合材料船體艙段結(jié)構(gòu)的響應(yīng)，模擬水下爆炸氣泡脈動(dòng)現(xiàn)象的整個(gè)過(guò)程，計(jì)算迮續(xù)玄武巖纖維復(fù)合材料艙段在脈動(dòng)載荷作用下的動(dòng)力響應(yīng)，并將計(jì)算結(jié)果與E玻璃纖維復(fù)合材料船體仿真結(jié)果進(jìn)行比較。得出結(jié)論：玄武巖纖維復(fù)合材料和E玻璃纖維復(fù)合材料船體底板在爆炸載荷的作用下破壞形式相似，玄武巖纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)在力學(xué)性能上達(dá)到甚至超過(guò)傳統(tǒng)玻璃纖維復(fù)合材料。在船舶建造中可以使用連續(xù)玄武巖纖維復(fù)合材料替代玻璃纖維復(fù)合材料。

       本文最后運(yùn)用PCL語(yǔ)言和ses文件對(duì)Pat ran平臺(tái)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，以艦船艙段的簡(jiǎn)化模型為對(duì)象，使用PCL語(yǔ)言開(kāi)發(fā)可視化交互界面，實(shí)現(xiàn)艙段總尺度，骨材數(shù)目、位置等設(shè)計(jì)變量可調(diào)整的參數(shù)化建模程序。


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