现在一般的船舶结构都是由板和骨架等构件组成箱型结构,因此船舶的最基本单 元是板、骨架或是板架结构。船体结构中的板是和船体的纵、横骨架相连的,且通常 被纵、横骨架划分成许多方形的板格。船体结构中的骨架一般可以分为横向构件(横 梁、肋骨和肋板)和纵向构件(纵骨、纵桁等)[1]。它们大都是细长的型钢或是组合 型材,也称为杆件或杆。因此,在船舶防护中,板或是加筋板等板架结构是主要的防 护结构,因而提供了平面防护和结构防护的作用。板架结构最重要的材料为钢结构材 料,因此其抗侵彻问题可以认为是钢板抗侵彻问题,该问题属于穿甲力学的研究范畴。 动能穿甲弹对钢板靶板的侵彻是一个十分复杂的过程。它涉及到了许多相关的学科研 究,比如材料学、力学、物理学等。就力学领域而言就又涉及到结构力学、损伤力学、 弹性力学、塑性力学、粘塑性力学、物态理论、计算力学等多个学科领域。在撞击的 过程中,弹靶材料会发生非常复杂的形变、损伤与破坏,而影响这个过程的因素又非 常多,例如,材料的物理性能、弹体的初始撞击速度、弹靶的几何形状与尺寸、弹靶 材料的本构关系、损伤演化方程、破坏判据等。弹体侵彻(或贯穿)靶体通常涉及到以 下 3 个方面的因素:79362
(1) 发射参数,包括弹体撞击靶体的初始速度、弹体与靶板的入射角和偏航角,有时 还需考虑弹体的自旋速度。
(2) 弹体的参数,包括弹的几何和结构参数,弹的材料性质。
(3) 靶板的参数,包括靶的几何结构和材料性质参数。
1984 年钱伟长在《穿甲力学》[2]中总结了在此之前国内外的各种研究状况,其 中详细阐述了薄、 中厚、 厚靶板的侵彻。对于侵彻问题,目前有以下三类主要的研 究方法:
(l) 实验研究。实验方法可以建立经验公式,还能验证和核对理论分析和数值模拟结果的准确性。
(2) 理论模型分析研究。理论分析研究就是用数学方法对所考察的物理过程进行理论 上的抽象和近似,建立简化的物理模型,通过解析的方法获得侵彻贯穿过程的近似解。 该方法的好处是方法简便,物理概念清晰,具有工程应用价值,但由于忽略的因素较 多,误差相对来说比较大。论文网
(3) 数值摸拟研究。数值模拟是从有限元差分的直接离散或者守恒方程的有限元离散 出发,通过离散方程的数值求解,从而得到侵彻过程中的主要数据与图像信息。它具 有精度高,便于实施等优秀特征,因此是当前侵彻研究中的主要方法。
尽管相关研究内容十分复杂以及还有很多问题没有得到很好的解决,但是因为军 事科技的发展及推动,穿甲/侵彻力学的发展是比较古老而且成熟的。在穿甲/侵彻力 学的领域,前人也为后来者留下丰富的文献。
舰船舷侧防护结构的抗侵彻国内外研究现状:http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_91696.html