【摘 要】
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舰船表面带孔声学覆盖层结构在水下爆炸环境下抗冲击特性的研究具有迫切的军事需求,而带孔覆盖层的细微结构与舰船尺度差别较大,具有明显的多尺度特征.考虑孔腔细微结构的实
【机 构】
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中国科学院力学研究所流固耦合实验室,北京,100190
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舰船表面带孔声学覆盖层结构在水下爆炸环境下抗冲击特性的研究具有迫切的军事需求,而带孔覆盖层的细微结构与舰船尺度差别较大,具有明显的多尺度特征.考虑孔腔细微结构的实体有限元建模方法计算量巨大,必须寻找一种适合模拟具有多尺度特征的均匀化建模和计算方法,在满足工程要求计算精度的前提下提高计算效率.本文首先通过有限元实体建模分析,发现可以用含圆柱孔腔的覆盖层近似等效等孔隙率的含圆台孔腔的覆盖层.然后采用Guo等人提出的一种能考虑圆柱孔腔结构的等效应变能函数,编写了ABAQUS用户材料子程序,实现了均匀化模型的数值模拟.最后,分别建立声学覆盖层实体有限元模型和均匀化有限元模型,通过对特定变形场下以及爆炸冲击波载荷作用下覆盖层的位移与应力进行模拟,验证了均匀化模型的有效性.从而为舰船覆盖层抗冲击特性的研究提供了一种有效的简化计算方法.
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