复合材料水雷壳体抗自由跌落冲击性能数值模拟分析.pdf

复合材料水雷壳体抗自由跌落冲击性能数值模拟分析２０１６年１２月复合材料水雷壳体抗自由跌落冲击性能数值模拟分析宗方勇，柴朋军（１．海军驻重庆六六二厂军事代表室，重庆４３２１１１；２．北京玻钢院复合材料有限公司，北京１０２１０１）摘要：采用ＡＬＧＯＲ非线性材料机械运动仿真模块模拟复合材料水雷壳体自由跌落与地面接触、碰撞、受力的全过程；分四种状态进行自由跌落过程模拟分析，研究了碰撞地面和跌落姿态对水雷壳体自由跃落碰撞过程的影响；通过碰撞过程载荷、应力、应变、位移等响应数据的分析对比，得出复合材料水雷壳体抗自由跌落冲击性能跌究结论，为复合材料水雷壳体抗冲击性能评价提供理论支撑。关键词：复合材料；水雷壳体；自由跌落；碰撞；冲击中图分类号：ＴＢ３３２文献标识码：Ａ文章编号：１００３－０９９９（２０１６）１２－００９０－１０复合材料水雷壳体自２０世纪８０年代开始研发，于２０世纪９Ｏ年代定型批产。壳体采用纤维湿法缠绕工艺制造，具有重量轻、强度高、耐焰、防渗等优点，适用于多种布放方式。经过约３０年的积累，已经从设计、材料、工艺、质量、标准化规范等方面得到了极大的发展，技术趋于成熟，逐渐取代了同类金属产品。针对现代作战环境中对水雷布放的新要求，在耐焰ＦＲＰ水雷壳体的基础上改进设计，提高水雷的爆破能级和抗冲击安全性，即采用更高能级的炸药，相应的安全等级要求更高。本文以新型水雷壳体为对象，研究其自由跌落的抗冲击性能，为复合材料水雷壳体抗冲击性能评价提供理论支撑。１目标概况研究对象外形尺寸如图ｌ所示，外径西为５３４ｍｍ，长为２８００ｍｍ，由头部和简体两部分通过止口胶结而成。壳体总重约为１ｔ。图１复合材料水雷壳体结构示意图Ｆｉｇ．１Ｄｉａｇｒａｍｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｔｏｒｐｅｄｏｓｈｅｌｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ理论分析采用的材料性能如表１所示。头部与筒体粘接胶的抗剪强度大于２２ＭＰａ，壳体材料性能参数如表２所示。表１理论分析采取的材料参数Ｔａｂｌｅ１Ｍａｔｅｒｉａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｆｏｒｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓ表２壳体材料性能参数Ｔａｂｌｅ２Ｐａｒａｍｅｔｅｒｆｏｒｓｈｅｌｌｍａｔｅｒｉａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ—冲击环境要求：－４０６５ｏＣ自然环境，２ｍ高水平自由跌落，跌落地面为水泥基座上铺设长４ｍ、宽２ｍ、厚７５ｍｍ的Ｑ２３５钢板，钢板四角用螺栓固定于地面。采用ＡＬＧＯＲ非线性材料机械运动仿真模块（ＭＥＳｗｉｔｈＮｏｎｌｉｎｅａｒＭａｔｅｒｉａｌＭｏｄｅｌｓ）模拟复合材料水雷壳体自由跌落与地面接触、碰撞、受力的全过程，从而获得碰撞过程的载荷、应力、应变、位移等响应…数据。—用ＣＡＸＡ建立三维模型，然后以：Ｉｃ．ｘｔ文件形式导入ＡＬＧＯＲ，用ｓｏｌｉｄ单元进行网格化分，定义材——收稿日期：２０１６０９０９作者简介：宗方勇，男，博士研究生，高级工程师，主要从事复合材料方面跌究。２０１６年第ｌ２期玻璃钢／复合材料９ｌ料属性，进行模拟分析。共进行了四个状态的模拟分析，分别为：Ａ．２ｍ高水平自由跌落，平台７５ｍｍ厚钢板底面固支；Ｂ．２ｍ高水平自由跌落，平台７５ｍｍ厚钢板四边固支；Ｃ．雷头下倾１。、高２ｍ自由跌落，平台７５ｍｍ厚钢板底面固支；Ｄ．尾端下倾１。、高２ｍ自由跌落，平台７５ｍｍ厚钢板底面固支。对Ａ、Ｂ两状态比较碰撞地面的边界条件对冲击过程复合材料水雷壳体响应的影响，对Ａ、ｃ、Ｄ比较不同跌落姿态对冲击过程复合材料水雷壳体响应的影响。为了节约计算时间，建模过程中将复合材料水雷壳体与碰撞地面的距离由２ｍ调整为１０ｍｍ，重力加速度为９．８１４ｍ／ｓ，方向ｚ，由式（１）估算，自由跌落的１．９９ｍ转化为初速度６．２４９８ｍ／ｓ，方向ｚ，即碰撞平台在壳体的正ｚ向。由式（２）估算，２ｍ自由跌落时间为０．６３８４Ｓ，１．９９ｍ自由跌落时间为０．６３６８Ｓ，时差为０．００１６ｓ。所以，在Ａ、Ｂ状态分析过程中，１０ｍｍ下落过程计算时间步长取０．０００５Ｓ，３步，碰撞过程计算时间取步长为０．００００５ｓ，１００步，和步长０．０００２ｓ，２５步，总计算时长０．０１６５ｓ，先分析碰撞全过程，再根据碰撞过程峰值宽度调整Ｃ、Ｄ两种状态的计算时间步长设置。——＝￣／２ｇｈ一一ｖ／２ｇｈ———ｔ＝＝—ｇｇ（１）（２）式中：ｔ为自由跌落时间，ｓ；ｖ为自由跌落速度，ｍ／ｓ；ｇ为重力加速度，ｍ／ｓ；为自由跌落高度，ｍ。２数值模拟结果分析２．１Ａ、Ｂ状态：水平跌落分析碰撞分析结果的输出一般是包括时间、空间的四维动画视频，而且模型大，不便于结果分析。为便于分析结果，从模型头部端面中心，及头部、中部、尾部壳体上下边缘各取一点，共７点，作为参考点，察看碰撞过程位移、变形、速度、加速度、应力、应变等参数的变化情况，来分析研究水雷壳体抗２ｍ自由跌落碰撞性能。平台底面固支２ｍ水平自由跌落碰撞过程，由于质量分布不均匀，所以各处受到的冲击载荷和响应存在较大的差异。水雷壳体下边缘从１．５ｍｓ开始触地，在平台反作用下，壳体开始垂向压缩变形。头部、中部、尾部受平台作用的载荷统计结果见表３。表３平台底面固支跌落碰撞过程观察点载荷统计Ｔａｂｌｅ３Ｔｈｅｌｏａｄｓｔａｔｉｓｔｉｃｓｏｆｓｕｒｖｅｙｐｏｉｎｔｓｄｕｒｉｎｇｔｈｅｆａｌｌｉｎｇｉｍｐａｃｔｐｒｏｃｅｓｓｅｓｆｏｒｔｈｅｐｌａｎｃｅｅｒｆｉｘｅｄｐｌａｔｆｏｒｍ观察点位置载荷参数一……一８００ｇ／Ｏ．２ｍｓ、一８００ｇ／Ｏ．３ｍｓ、一１７００ｇ／Ｏ．４点头部下边缘ｍｓ、４６０ｏ０．８．ｍｓ‘×点头部上边缘一９００ｇ／２ｍｓ、２４００ｇ／１ｍｓ０点头部端面中心一８００ｓ／２ｍｓ、５３００ｓ／ｏ．５ｍｓ一点中部下边缘Ｖ点中部上边缘▲点尾部下边缘●点尾部上边缘一１６００ｇ／ｏ．２ｍｓ、一１８００ｇ／Ｏ．３ｍｓ、２５００ｇ／Ｏ＿８ｍｓ一９００ｓ／１．５ｍｓ、一８００ｇ／Ｏ．８ｍｓ、２５００ｇ／Ｏ．８ｍｓ一１９００ｇ／Ｏ．２ｍｓ、一４００ｓ／ｏ．８ｍｓ、一２１００ｇ／ｏ．４ｍｓ、一２３００ｇ，／１ｍｓ、１８００ｇ／１．２ｍｓ一２１００ｇ／１．５ｍｓ、２３００ｇ／１．５ｍｓ、一２１００ｇ／１．５ｍｓ、１４００ｓ／１．５ｍｓ●▲注：表不尾部上边缘的点；表不尾部下边缘的点；一表示中部下边缘的点；Ｖ表示中部上边缘的点；×表示头部上边缘的点；＋表示头部下边缘的点；０表示头部端面中心的点。由表３可知，＋点、×点、ｏ点在３．５１１＂ｉ８开始反弹，一▲●点、Ｖ点在４ｍｓ开始反弹，点、点在６．５ｍｓ开始反弹。在２．４ｍｓ时，壳体与平台挤压最紧密，壳体弯曲变形约为０．４７ｍｍ；此时壳体受平台的作用径向变形达到最大，垂直方向被压缩变形，即壳体直径垂向在头部、中部、尾部分别减小３．８ｍｍ、３．９１ｍｍ、３．９４ｍｍ。头部变形小，是因为头部前端面为封闭结构，刚度较大，而尾部在３００ｍｍ范围内为空壳结构，刚度相对较小，变形最大。在２．４ｍｓ以后，壳体开始变形后反弹，由于头部为实心结构，所以反弹比较强烈，而尾部由于是空壳，质量分布小，在头部强势反弹的作用下，整个壳体产生了由头部向上的急速旋转，所以尾部在没有完全反弹时，约在４ｍｓ时，又转变成向下，与平台发生二次碰撞。正是由于尾部的二次触地碰撞，对水雷壳体整体又形成一个尾部向上、头部向下的旋转加速，造成头部受到较大的过载。尾部二次触地在５．３５ｍｓ时达到极值，壳体直径垂向在头部、中部、尾部的压缩变形分别为０．４３ｍｍ、一０．Ｏ１ｍｍ、６．９４ｍｍ，简体的弯曲变形约为３．１８９ｍｍ。整个碰撞过程为从１．６ｍｓ到６．５ｍｓ，约５ｍｓ反复作用的复杂过程。平台四边固支２ｍ水平跌落碰撞过程，同样取类似位置七点进行跌落碰撞过程分析。头部、中部、复合材料水雷壳体抗自由跌落冲击性能数值模拟分析２０１６年１２月尾部受平台作用的载荷统计结果见表４。自由跌落分析过程中，水雷壳体下边缘从１．５ｍｓ开始触地，在平台的反作用下，壳体开始垂向压缩变形。在２．２５ｍｓ时，壳体垂向压缩变形最大，头部、中部、尾部变形分别为２．７９ｍｍ、１．４６ｍｍ、３．７７ｍｍ，简体弯曲变形为２．３７ｍｍ。此时，壳体位移继续增大，到３．６ｍｓ时，中部位移达到１６．１ｍｍ，前部、后部位移分别为８．３ｍｍ、１２．５５ｍｍ，水雷壳体弯曲挠度达到最大，为４．７６ｍｍ。４．６５ｍｓ时，中部位移达到最大，为ｌ７．８ｍｍ。从１．５ｍｓ到７ｍｓ，水雷壳体与平台处于一起向下变形和反弹的过程，在此过程中，由于壳体尾部３００ｍｍ为空心，所以振动较为剧烈，尤其是尾部上边缘，发生三次反复振动变形。尾部在５．０５ｍｓ时垂向压缩变形最大达到７．６５ｍｍ，此时，头部、中部垂向变形分别为０．４ｍｍ和０．６１ｍｍ。７ｍｓ以后，壳体开始反弹，７．３５ｍｓ时由头部开始逐渐脱离平台。７．５ｍｓ时，平台反作用头部向上加速，到８．８５ｍｓ时，头部、中部均已脱离平台，而此时，由于平台向上反弹给尾部向上头部向下的反作用力，体现到头部端面中心点的过载为４５００ｇ／ｏ．３ｍｓ。整个碰撞过程从１．５ｍｓ到９ｍｓ，持续约７．５ｍｓ的复杂作用过程。表４平台四边固支跌落碰撞过程观察点栽荷统计Ｔａｂｌｅ４Ｔｈｅｌｏａｄｓｔａｔｉｓｔｉｃｓｏｆｓｕｒｖｅｙｐｏｉｎｔｓｄｕｒｉｎｇｔｈｅｆａｌｌｉｎｇｉｍｐａｃｔｐｒｏｃｅｓｓｅｓｆｏｒｔｈｅｆｏｕｒｅｄｇｅｓｆｉｘｅｄｐｌａｔｆｏｒｍ观察点位置载荷参数一６００ｇ／Ｏ．２ｍｓ、一６００ｓ／ｏ．２ｍ８、一４００ｓ／ｏ．２＋点头部下边缘ｍｓ、一７００ｇ／０．５ｍｓ、一３００ｓ／０．３ｍｓ、一３００ｇ／１ｍｓ、８００ｇ／２ｍｓ×点头部上边缘一７００ｇ／１．２ｒｔｌ８、一５００ｓ／ｏ．８ｒｔｌ８、８００ｇ／２ｍ８ｏ点头部端面中心一６００ｇ／２ｍｓ、６００ｓ／２Ｉ１１８、一９００ｇ／１．８Ｉｎｓ一。．一…一８５０ｇ／ｏ．２ｍｓ、一５００ｇ／ｏ．５ｍｓ、一１５５０ｇ／ｏ．３一点中部下边缘丫点中部上边缘▲点尾部下边缘●点尾部上边缘一５００ｇ／１ｍｓ、一３５０ｇ／Ｏ．５ｍｓ、一６００ｒ／ｏ．８ｍｓ、一５００ｒ／０．８ｍ８、４５０ｇｏ．５ｍ８、一５００ｇ／１．５ｍｓ、８００ｇ／２ｍｓ一１５５０ｇ／ｏ．５ｍｓ、一９５０ｒ／Ｏ．２ｍｓ、４００ｇ／ｏ．７ｍ８、一６００ｇ／１ｍｓ、一５００ｇ／１．２ｍ８、１２００ｇ／１．５ｍｓ一１７００ｇ／ｌｍｓ、２０００ｇ／１．５ｍｓ、一２７５０ｒ／１．２ｍｓ、１５００ｇ／１．６ｍｓ、一７００ｒ／１．５ｍｓ、８００２ｍｓ／ｃｌｌｌｌ碡从图２和图３位移曲线比较平台底面固支和四边固支对２ｍ自由跌落碰撞过程的影响。首先，平台底面固支比四边固支自身的刚度有很大提高；四边固支碰撞过程中平台的变形为挠曲变形，最大位移达到１０ｍｍ，而底面固支碰撞过程平台的变形为压缩变形，可以忽略。其次，两种状态跌落碰撞过程的碰撞接触时间变化较大，地面固支碰撞接触作用时间约为５ｍｓ，而四边固支碰撞接触作用时间约为７．５ｍｓ。最后，两种状态水雷壳体的弯曲变形差异较大，底面固支碰撞过程壳体弯曲挠度为３．１８９ｍｍ，而四边固支碰撞过程壳体弯曲挠度为４．７６ｍｍ。●ⅡＤｍ啪－耐目，ｌ・ｌ捌・Ｄ妇删口ｑ口岫ｌ，●Ｄ∞删ｍ《・Ｃｌ７帮啪●Ｄｆｎｍ∞嘲ｌ１Ｉｖｍ■■■Ｉｈｃ删ｒｍｍｌａＬ＇ｔ０２１ｆ，ＹＣｍＤｄ＿＿ｎ吐日口Ｉ・：：：：：：：：……：，，：一ｌ…＿／，一…．．．……ｌ．．．．………０Ｏ＿加２０．００４０．∞００６０８０ＯｌＯＤ１２ｎ０１４ｎ０１６Ｔｉｍｅ／ｓ图２平台底面固支跌落碰撞位移曲线Ｆｉｇ．２Ｔｈｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｃｕｒｖｅｓｏｆｔｈｅｆａｌｌｉｎｇｉｍｐａｃｔｐｒｏｃｅｓｓｅｓｆｏｒｔｈｅｐｌａｎｃｅｅｒｆｉｘｅｄｐｌａｔｆｏｒｍ图３平台四边固支跌落碰撞位移曲线Ｆｉｇ．３Ｔｈｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｃｕｒｖｅｓｏｆｔｈｅｆａｌｌｉｎｇｉｍｐａｃｔｐｒｏｃｅｓｓｅｓｆｏｒｔｈｅｆｏｕｒｅｄｇｅｓｆｉｘｅｄｐｌａｔｆｏｒｍ从图４和图５速度曲线分析比较两种碰撞过程，底面固支碰撞过程速度变化总量为一１２～１３．５—ｍ／ｓ，而四边固支的速度变化总量为一１０．５１１．５ｍ／ｓ，而且平台底面固支碰撞过程速度变化更快，时间更短。２０１６年第１２期玻璃钢／复合材料９３图４平台底面固支跌落碰撞速度曲线Ｆｉｇ．４Ｔｈｅｖｅｌｏｃｉｔｙｃｕｒｖｅｓｏｆｔｈｅｆａｌｌｉｎｇｉｍｐａｃｔｐｒｏｃｅｓｓｅｓｆｏｒｔｈｅｐｌａｎｃｅｅｒｆｉｘｅｄｐｌａｔｆｏｒｍ图５平台四边固支跌落碰撞速度曲线Ｆｉｇ．５Ｔｈｅｖｅｌｏｃｉｔｙｃｕｒｖｅｓｏｆｔｈｅｆａｌｌｉｎｇｉｍｐａｃｔｐｒｏｃｅｓｓｅｓｆｏｒｔｈｅｆｏｕｒｅｄｇｅｓｆｉｘｅｄｐｌａｔｆｏｒｍ从图６和图７加速度曲线分析比较两种碰撞过—程，平台底面固支碰撞过载在一２３００５４００ｇ之间，—而平台四边固支碰撞过程的过载只有－２５００２０００—ｇ，去除尾部上边缘的点，碰撞过载更小，在一１５００１２００ｇ之间。●删ｍ帆■Ⅱ■■●●ｍｄ口删啦（１｝●■∞■■’＆由ｈｄｄｈ删止０１７￣９）■■∞■∞∞＾ｄ叫＊１５０■口训ｄ日ｄｈ删ｍｈｋｔ３５：▲Ｊｌｉ■－●．一｝＿：一一．‘●弋ｉ０…ｌ｝￥一Ｔ：ｔ００．００２０．００４０Ｏ０６０＿嘲０Ｏｌｎ０１２ｎ０１４ｎ０１６Ｔｉｍｅ／ｓ图６平台底面固支跌落碰撞加速度曲线Ｆｉｇ．６Ｔｈｅａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｃｕｒｖｅｓｏｆｔｈｅｆａｌｌｉｎｇｉｍｐａｃｔｐｒｏｃｅｓｓｅｓｆｏｒｔｈｅｐｌａｎｃｅｅｒｆｉｘｅｄｐｌａｔｆｏｒｍ图７平台四边固支跌落碰撞加速度曲线Ｆｉｇ．７Ｔｈｅａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｃｕｒｖｅｓｏｆｔｈｅｆａｌｌｉｎｇｉｍｐａｃｔｐｒｏｃｅｓｓｅｓｆｏｒｔｈｅｆｏｕｒｅｄｇｅｓｆｉｘｅｄｐｌａｔｆｏｒｍ平台底面固支跌落碰撞过程应力曲线图如图８所示，７个观察点的最大冲击应力发生在头部触地碰撞位置，头部下边缘＋点在２．４５ｍｓ时的ｙｏｎｍｉｓｓ冲击应力为２９１．２６ＭＰａ，整个碰撞过程的最大冲击应力发生在＋点附近，在２．４５ｍｓ时的ｙｏｎｍｉｓｓ冲击应力达到最大值６９５．６３ＭＰａ。・ｓ啉啪￣（１２２４ｙＮ・＾Ｓ＇ｔｍｎ（１２７５￣／Ｎｍ●轴锄呻Ｔｍ秭ｆｚｙＮ・。－Ｓｔｌ￣ｍ珊￣Ⅷ‘（２２９１７ｙＮ・Ⅷｘ日一ＯＮ．Ⅷ＋ｓ一‘‘３４０ｙＮ・ｍ：Ｉ…＿ｌＩ：ｕ００００２０．００４０．００６０００８０．０１０．０１２０．０１４０．０１６Ｔｉｍｅ／ｓ图８平台底面固支跌落冲击应力曲线Ｆｉｇ．８Ｔｈｅｓｔｒｅｓｓｃｕｒｖｅｓｏｆｔｈｅｆａｌｌｉｎｇｉｍｐａｃｔｐｒｏｃｅｓｓｅｓｆｏｒｔｈｅｐｌａｎｃｅｅｒｆｉｘｅｄｐｌａｔｆｏｒｍ平台四边固支跌落碰撞过程应力曲线图如图９所示，７个观察点的最大冲击应力发生在头部触地碰撞位置，＋点在２．２５ｍｓ时的ｖｏｎｍｉｓｓ冲击应力为▲１０３．６ＭＰａ，和尾部触地碰撞位置，尾部下边缘点在５．３５ｍｓ时的ｖｏｎｍｉｓｓ冲击应力为１１６．３ＭＰａ，整个碰撞过程的最大冲击应力发生在头部触地碰撞位置＋点附近，在２．２５ｍｓ时ｖｏｎｍｉｓｓ冲击应力达到最大值６３７．９ＭＰａ。辖…Ｐ＿／１ＧＭ；２０ｌ６－Ｎｏ－ｌ２☆ｍ＊＃复合材料水雷壳体抗自由跌落冲击性能数值模拟分析２０１６年１２月●Ⅱｒ嘲啪珊嘲（１五，ｙＮ－…・９ｒ瞄（１２７５＇／Ｎ●…ｒ鼬（２２１００￣ｒ’∞＆ｒ嚆咖ｍ婚ｌ・ｎⅡ一—０２ｌ５１。ｍ＋ｓ－啊ｗｎ∞ＯＯ・ｎｒ图９平台四边固支跌落冲击应力曲线Ｆｉｇ．９Ｔｈｅｓｔｒｅｓｓｃｕｒｖｅｓｏｆｔｈｅｆａｌｌｉｎｇｉｍｐａｃｔｐｒｏｃｅｓｓｅｓｆｏｒｔｈｅｆｏｕｒｅｄｇｅｓｆｉｘｅｄｐｌａｔｆｏｒｍ应变曲线图如图ｌ０、图１１所示，平台底面固支跌落碰撞７个观察点的最大应变为头部触地碰撞位置在２．４５ｍｓ时＋点的应变，为２．０％。平台四边固支跌落碰撞７个观察点的最大应变为头部触地碰撞位置在２．２５ｍｓ时＋点的应变，为１．９５％。●Ⅱ∞轴哪啪ｍＥｓｆ１帅・＾轴日珊ｆｒ目（１●・ｒ轴嘟、硼口船０１７ｓ２￣・Ｉ－啭ｍ晦０帅・Ｔ…ｓⅡⅡ（３２１５３）￣ｎｒ＋嘲ｍ雌（ｎ１）ｂ・ｒＩ；ｆ；…ｌ●…：………：：…’…：ｆｆ鼹土一：｝蜢船‘：｝ｔ－＇０、ｈ图ｌＯ平台底面固支跌落碰撞应变曲线Ｆｉｇ．１０Ｔｈｅｓｔｒａｉｎｃｕｒｖｅｓｏｆｔｈｅｆａｌｌｉｎｇｉｍｐａｃｔｐｒｏｃｅｓｓｅｓｆｏｒｔｈｅｐｌａｎｃｅｅｒｆｉｘｅｄｐｌａｔｆｏｒｍ：＝：‘‘ｉ＋Ｓｌｔｍｓｍ－（３２０２３２１｝，）ｍ：Ⅵ∞＇＆ｒ瞄ｍＩ珊％ｌ（恂・＆、ｍｌ恤・÷…Ｒ隅ⅡＩＩ＾。ｒ／、、…１…●●：ｌ＿’●●●●０＿：…．‘’●●……：・ＩＡ婚、＾…：ｊ≯０，狮，ＪＳ：图ｌ１平台四边固支跌落碰撞应变曲线Ｆｉｇ．１１Ｔｈｅｓｔｒａｉｎｃｕｒｖｅｓｏｆｔｈｅｆａｌｌｉｎｇｉｍｐａｃｔｐｒｏｃｅｓｓｅｓｆｏｒｔｈｅｆｏｕｒｅｄｇｅｓｆｉｘｅｄｐｌａｔｆｏｒｍ针对头部粘接面剪应力左右对称的分布情况，以垂直中轴面为分界，在一侧半圆粘接面上取１２个点进行结果分析。粘接位置剪应力曲线图如图１２、图ｌ３所示，平台底面固支跌落碰撞过程观察点的冲击剪应力在±６ＭＰａ以内，粘接面最大冲击剪应力发生在５．０５ｍｓ时，为７．３７ＭＰａ，位置是４５。侧下方的粘接面前端；平台四边固支跌落碰撞过程观察点的—冲击剪应力在一５８．２ＭＰａ之间，最大冲击剪应力发生在２．２ｍｓ时，为８．１ＭＰａ，位置出现在头部碰撞点附近。图１２平台底面固支粘接位置剪应力曲线Ｆｉｇ．１２Ｔｈｅｔｅｎｓｏｒｓｔｒｅｓｓｃｕｒｖｅｓｏｆｔｈｅｓｐｌｉｃｅｐｌａｃｅｏｆｔｈｅｆａｌｌｉｎｇｉｍｐａｃｔｐｒｏｃｅｓｓｅｓｆｏｒｔｈｅｐｌａｎｃｅｅｒｆｉｘｅｄｐｌａｔｆｏｒｍ０垃勉ｎＯＯ４ｎＯ０６０．００８Ｔｉｍｃ／ｓ图１３平台四边固支粘接位置剪应力曲线Ｆｉｇ．１３Ｔｈｅｔｅｎｓｏｒｓｔｒｅｓｓｃｕｒｖｅｓｏｆｔｈｅｓｐｌｉｃｅｐｌａｃｅｏｆｔｈｅｆａｌｌｉｎｇｉｍｐａｃｔｐｒｏｃｅｓｓｅｓｆｏｒｔｈｅｆｏｕｒｅｄｇｅｓｆｉｘｅｄｐｌａｔｆｏｒｍ由上面分析结果可得，水平跌落碰撞过程中，无论平台地面固支还是四边固支，整个碰撞过程持续时间不超过０．０１Ｓ。因此，Ｃ、Ｄ两状态分析过程中可将总计算时长调整为０．０１１５Ｓ。２．２Ｃ状态：头部向下倾斜１。结果分析头部下倾１。，尾端比头部最低点高约４３．１１ｍｍ，碰撞过程位移曲线如图１４所示。大约从１．６ｍｓ开始，头部下边缘首先触地，在２．７ｍｓ时头部与平台作用达到最大，此时头部垂向直径压缩变形达到最大，为４．５７１ｍｍ，壳体弯曲变形约为４．０２ｍｍ。。舢甜静船Ｉ｝｛２０１６年第１２期玻璃钢／复合材料９５此后，头部受平台反力开始反弹，造成头部向上、尾部向下的旋转加速。４．５ｍｓ时，中部下边缘开始触地作用，到５．７５ｍｓ时，壳体中部位置垂向直径变形达到最大值，约为２．１２１ｍｍ。此时，壳体弯曲变形约为１．８４ｍｍ，尾部向下的局部速度达到２１ｍ／ｓ。在６ｍｓ时，尾部下边缘开始触地作用，尾部下边缘受到平台一１７０００ｇ／０．２ｍｓ的强力反作用，速度在０．２ｍｓ的时间内由２１ｍ／ｓ减为０（此点此时的过载为一１６５００ｇ／Ｏ．２ｍｓ）。在６．９５ｍｓ时，尾部垂向直径变化达到最大值１６．５４９ｍｍ，壳体弯曲变形为０．１３ｍｍ。此后，尾部开始反弹，７．５ｍｓ时尾部反弹离开平台，跌落碰撞完毕。■＋Ｄｑ＾ｑ删ｍ＂ｌ０７３６０Ｄ■目口ｄ■■ｘ【目ｏ删Ｗ４９８８＂●￣ａＥＨ日ｈ０Ｅｒ曩ｌｍｍ￣ｖｄｅＣ２１７７ＹＣｍ图１４头部下倾１。跌落碰撞位移曲线Ｆｉｇ．１４Ｔｈｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｃｕｒｖｅｓｏｆｔｈｅｆａｌｌｉｎｇｉｍｐａｃｔｐｒｏｃｅｓｓｅｓｆｏｒｔｈｅｎｏｓｅｃｏｎｅｌｅａｎｄｏｗｎｓｉｄｅ１。由图ｌ５速度曲线分析头部下倾１。跌落碰撞过程，头部、中部上下边缘点的速度变化范围在一６～６ｍ／ｓ之间，而尾部上下边缘点的速度变化范围比较●大，尾部上边缘点速度变化范围为－５０～３０ｍ／ｓ，▲尾部下边缘点速度变化范围为－３０～３０ｍ／ｓ，可见头部下倾１。跌落过程是头部、尾部反复弹跳碰撞的复杂过程。＋Ｄ妇嘣ｈｌｎ缸∞■ｕ０７３６）０Ｄｑｔｌ－ｍｈ％ｍ耐ｍｑｍ＾３）∞Ｄ唧删ｍ州ｍ●●畸９嘞Ｄｈ嘣ｎ∞∞＇哪ｍ掣血－ｌ啦ｌ・Ｄ唧Ｈｔ＾Ｋ一■ｄ啦ｌ啦—－叫ｌ弧－８）ｎ｝嚣。。：、７一警．＿＿二乞；‘。…………一……………………ｊ．｝Ｖ…………………＿ｌ……………………ｊ．．’……。。：一ｔ。。。。：。。Ｔｉｍｅ／ｓ图ｌ５头部下倾１。跌落碰撞速度曲线Ｆｉｇ．１５Ｔｈｅｖｅｌｏｃｉｔｙｃｕｉ＇ｖｅｓｏｆｔｈｅｆａｌｌｉｎｇｉｍｐａｃｔｐｒｏｃｅｓｓｅｓｆｏｒｔｈｅｎｏｓｅｃｏｎｅｌｅａｎｄｏｗｎｓｉｄｅ１。由图１６加速度曲线分析头部下倾ｌ。跌落碰撞—过程，头部、中部的碰撞过载大约在一１４００１５００ｇ之间，而尾部碰撞过载则达到一１６５００～１００００ｇ。分析原因是尾部空壳，质量分布密度小，在头部、中部触地作用后，受平台反作用力的叠加碰撞所致。∞０—■＆曲ｔｍ睁∞－‘：一．一艘≈．ｈＫ（１・Ｙｚ０１・Ｓ￣ｔｍｅｂｔｙ－Ｚ０嘲岫…“………‘呻￥∞ｓ崎Ｙ州■Ⅱ■∞Ⅱ。ＹｚＣｌ（Ｈ＾—‘－ｊ、鞋毅‘曩Ｖ－一………………卜专Ｔｊ图ｌ６头部下倾ｌ。跌落碰撞加速度曲线●。由图１７应力曲线图分析头部下倾１。跌落碰撞过程，头部、中部、尾部７个观察点的最大冲击应力分别为．８、．、．。整个碰撞过程的最大冲击应力发生在头部触地碰撞位置＋点附近，在．时的冲击应力达到最大值．。々ｓｔ瞄“９Ｉ懈啪－髑０岫’●ｓ嘛恤ｎｈ瞄６ｊＩＮＩｎｓ蛔ｎ但口＇・Ⅷ一０Ｉ＇㈣∞・一）图１７头部下倾１。跌落冲击应力曲线●１。由图１８应变曲线图分析头部下倾１。跌落碰撞过程，头部、中部、尾部７个观察点的最大应变分别为．３％、．６％、．０％。复合材料水雷壳体抗自由跌落冲击性能数值模拟分析２０１６年１２月图１８头部下倾１。跌落应变曲线Ｆｉｇ．１８Ｔｈｅｓｔｒａｉｎｃｕｒｖｅｓｏｆｔｈｅｆａｌｌｉｎｇｉｍｐａｃｔｐｒｏｃｅｓｓｅｓｆｏｒｔｈｅｎｏｓｅｃｏｎｅｌｅａｎｄｏｗｎｓｉｄｅ１。由图ｌ９粘接位置剪应力曲线图分析头部下倾１。跌落碰撞过程，头部粘接面冲击剪应力主要分布在－８￣１０ＭＰａ之间，头部下边缘的最大冲击剪应力超出此范围，在３．１５ｍｓ时达到最大，为１７．６ＭＰａ。●∞－Ｉｒ（１９ＩＮｈ●－，＿：＝篓冀：曼０＿－一㈣Ｍ口９瞄－ｗ№＾＿㈣Ｎ图１９头部下倾１。粘接位置剪应力曲线Ｆｉｇ．１９Ｔｈｅｔｅｎｓｏｒｓｔｒｅｓｓｃｕｒｖｅｓｏｆｔｈｅｓｐｌｉｃｅｐｌａｃｅｏｆｔｈｅｆａｌｌｉｎｇｉｍｐａｃｔｐｒｏｃｅｓｓｅｓｆｏｒｔｈｅｎｏｓｅｃｏｎｅｌｅａｎｄｏｗｎｓｉｄｅ１。２．３Ｄ状态：尾部向下倾斜１。结果分析尾部下倾１。，头部比尾部最低点高约４３．１１ｍｍ，碰撞过程位移曲线如图２０所示。约从１．５ｍｓ开始，尾部下边缘首先开始触地作用。到２．９Ｉｌｌｓ时，尾部垂向直径变形达到最大值，约为ｌ１．３８ｍｉｌｌ，此时，壳体弯曲变形约为５．３２ｍｍ。此后，尾部受平台反力开始反弹，造成尾部向上、头部向下的旋转加速。约到４．９ｍｓ时，中部下边缘开始触地作用。到６．３ｍｓ时，壳体中部垂向直径变形达到最大值，约为２．１１１ｍｍ，此时，壳体弯曲变形约为３．７７ａｍ，头部下边缘局部向下速度达到１３．５ｍ／ｓ，前端面中心局部速度达到１７ｍ／ｓ。到６．５５ｍｓ时，头部下边缘开始触地作用，头部下边缘＋点在０．３５ｍｓ的时间内，速度由１３．５ｍ／ｓ减为１．５ｍ／ｓ（此点此时的过载为一５６００ｇ／０．３５ｍｓ）。到７．６５ｍｓ时，头部垂向直径变化达到最大值，约为８．１６９ｍｍ，壳体弯曲变形约为０．０７ｍｍ，此后，头部开始反弹。到８．７ｍｓ时，头部反弹离开平台，跌落碰撞完毕。图２０尾部下倾１。跌落碰撞位移曲线Ｆｉｇ．２０Ｔｈｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｃｕｒｖｅｓｏｆｔｈｅｆａｌｌｉｎｇｉｍｐａｃｔｐｒｏｃｅｓｓｅｓｆｏｒｔｈｅａｆｔｅｒｂｏｄｙｌｅａｎｄｏｗｎｓｉｄｅ１。由图２１速度曲线图分析尾部下倾１。跌落碰撞过程，中部上下边缘点的速度变化范围为一２．５～７ｍ／ｓ，尾部下边缘点的速度变化范围为－４．２～６．２５ｍ／ｓ，尾部上边缘点的速度变化范围为一１３．２～９．２ｍ／ｓ，头部的速度变化较为剧烈，头部下边缘点速度变化在一ｌＯ．５～１３．５ｍ／ｓ之间，头部上边缘点的速度—变化范围在一１２．２１４．２ｍ／ｓ之间，头部前端面中心点速度变化范围为一１５．２～１６．５ｍ／ｓ。与头部下倾１。跌落过程相类似，尾部下倾１。跌落过程是尾部、头部反复弹跳碰撞的复杂过程。“Ｉｋｑｅｄｉ￣３３０）＋ＩｋＩｏｆｏｔ目■—ｌ￣●■４５１５）Ｅｋｎｖｏｆ＾■—嘶ｌ删砷Ｉ６０）・一厂＼△．：；：ｊ！旦’ｊ『Ｖ＼ｆ…１ＶＴｉｍｅ／ｓ图２１尾部下倾１。跌落碰撞速度曲线Ｆｉｇ．２１Ｔｈｅｖｅｌｏｃｉｔｙｃｕｒｖｅｓｏｆｔｈｅｆａｌｌｉｎｇｉｍｐａｃｔｐｒｏｃｅｓｓｅｓｆｏｒｔｈｅａｆｔｅｒｂｏｄｙｌｅａｎｄｏｗｎｓｉｄｅ１。呈差㈣２０１６年第１２期玻璃钢／复合材料９７由图２２加速度曲线分析尾部下倾１。跌落碰撞—过程，中部碰撞过程过载大约在一１６００６００ｇ之间，—尾部碰撞过程过载大约在－４２２０２６２０ｇ之间，头部碰撞过程过载大约在一８０００～２０３０ｇ之间。尾部过载大，是因为尾部壳体壁厚较中部、头部厚一倍，质量分部密度小，刚度大，所以触地碰撞后响应过载较大。头部过载大是因为尾部触地碰撞后，受平台反作用力的叠加作用所致。＿＾．ｉ．．ｉｆｆ、，＾．－暑■１．Ｂ．ｉ；：ｉＶｉＵＩｒｉ；ｉ………………ｒｒｒ｝¨¨…Ｉｌｍｅ／ｓ图２２尾部下倾１。跌落碰撞加速度曲线Ｆｉｇ．２２Ｔｈｅａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｃｕｒｖｅｓｏｆｔｈｅｆａｌｌｉｎｇｉｍｐａｃｔｐｒｏｃｅｓｓｅｓｆｏｒｔｈｅａｆｔｅｒｂｏｄｙｌｅａｎｄｏｗｎｓｉｄｅ１。由图２３应力曲线图分析尾部下倾１。跌落碰撞过程，头部、中部、尾部７个观察点的最大冲击应力分别为２７８ＭＰａ、２２８．２ＭＰａ、２７１．８ＭＰａ。整个碰撞过程的最大冲击应力发生在头部触地碰撞位置＋点附近，在７．６５ｍｓ时的ｖｏｎｍｉｓｓ冲击应力达到最大值９１８．９ＭＰａ。：墨；晶：・§∞∞瑚越１卿－ｓ嗡嘲０【埘１）呻图２３尾部下倾ｌ。跌落冲击应力曲线Ｆｉｇ．２３Ｔｈｅｓｔｒｅｓｓｃｕｒｖｅｓｏｆｔｈｅｆａｌｌｉｎｇｉｍｐａｃｔｐｒｏｃｅｓｓｅｓｆｏｒｔｈｅａｆｔｅｒｂｏｄｙｌｅａｎｄｏｗｎｓｉｄｅ１。由图２４应变曲线图分析尾部下倾ｌ。跌落碰撞过程，头部、中部、尾部７个观察点的最大应变分别为４．７７％、０．５６％、１．４４％。＾７ｆ｝＾－，一、；／｜—，：：・天毒：：＿Ｔｉｍｅ／ｓ图２４尾部下倾１。跌落碰撞应变曲线Ｆｉｇ．２４Ｔｈｅｓｔｒａｉｎｃｕｒｖｅｓｏｆｔｈｅｆａｌｌｉｎｇｉｍｐａｃｔｐｒｏｃｅｓｓｅｓｆｏｒｔｈｅａｆｔｅｒｂｏｄｙｌｅａｎｄｏｗｎｓｉｄｅ１。由图２５粘接位置剪应力曲线图分析尾部下倾ｌ。跌落碰撞过程，头部粘接面冲击剪应力主要分布在－１１～１２ＭＰａ之间，头部下边缘的最大冲击剪应力超出此范围，在７．８ｍｓ时达到最大，为５２．５ＭＰａ。图２５尾部下倾１。粘接位置剪应力曲线Ｆｉｇ．２５Ｔｈｅｔｅｎｓｏｒｓｔｒｅｓｓｃｕｒｖｅｓｏｆｔｈｅｓｐｌｉｃｅｐｌａｃｅｏｆｔｈｅｆａｉｌｉｎｇｉｍｐａｃｔｐｒｏｃｅｓｓｅｓｆｏｒｔｈｅａｆｔｅｒｂｏｄｙｌｅａｎｄｏｗｎｓｉｄｅ１。３结果统计分析数值模拟分析的结果统计如表５所示。跌落过程落力为瞬态的冲击应力，不能与材料的静强度进行比较，需要通过一个动载荷等效系数，将其转化为对应的静应力。参照《舰船冲击分析与设计》中美国海军动力设计分析方案（ＤＤＡＭ）对许用应力的规定Ｊ，对同轴度精度要求不高的设备和有轻微永久变形的基础极限总应力为材料极限强度的两倍。参照《复合材料爆炸容器的工程设计方法》中对动载荷转化静载荷的描述Ｊ，等效系数一般取１／３～１／２。考虑到舰船和爆破容器的安全性要求极高，此处取等效系数０．４进行分析比较。啦ｌｌｌｌｌｌｌｌｌｉ２ｌ一一９８碳纤维环氧树脂复合材料电池箱的轻量化研究２０１６年１２月３．１水平跌落状态从统计结果分析，水平跌落底面固支比四边固支的冲击应力要大些，最大冲击应力为６９５．６３ＭＰａ，转化为等效静应力约为２７８．３ＭＰａ，为局部压缩应力，小于头部和筒体材料的极限强度，说明壳体结构的强度可以承受水平跌落碰撞的冲击。水平跌落四边固支的粘接面冲击剪应力分布范围要大些，最大冲击剪应力为８．１ＭＰａ，转化为静态等效剪应力为３．２４ＭＰａ，小于粘接胶的抗剪强度２２ＭＰａ，壳体粘接面可以承受水平跌落碰撞的冲击。水平跌落四边固支比底面固支的弯曲变形要大，最大弯曲变形为４．７６ｍｍ，壳体长度为２．８ｍ，弯曲变形量与壳体长度的比率为０．１７％。由于壳体尾部３００ｍｍ范围为空壳，所以尾部径向变形较大。径向最大变形量为平台四边固支水平跌落过程中尾部二次触地碰撞时的变形，为５．０５ｍｓ／７．６５ｍｍ，壳体直径为５３４ｍｍ，则变形比率为１．４３％。实际使用状态尾部要安装尾盖，尾盖止口与壳体尾端面和内表面装配配合，会增加壳体尾部的刚度。去除尾部空壳影响，最大径向变形为３．９１ｍｍ，与直径的变形比率为０．７３％。３．２头部下倾ｌ。跌落状态在头部下倾ｌ。跌落过程中，７个观测点的最大冲击应力为３５６．９ＭＰａ，转化为等效静应力为１４２．８ＭＰａ，说明观察点位置安全。最大冲击应力发生在头部触地位置２．６ｍｓ，为７９３．７ＭＰａ，转化为等效静应力约为３１７．５ＭＰａ，小于头部材料的极限强度３７１ＭＰａ，说明壳体结构的强度可以承受头部下倾１。跌嘲酾落碰撞的冲击。跌落碰撞过程中，粘接面的最大冲击剪应力为１７．６ＭＰａ，等效静态剪应力为７．０４ＭＰａ，小于粘接胶的抗剪强度２２ＭＰａ，壳体粘接面可以承受头部下倾１。跌落碰撞的冲击。跌落碰撞过程最大弯曲变形为２．７ｍｓ头部触地碰撞时，为３．９８ｍｍ，对应的变形比率为０．１４％。头部、中部、尾部触地碰撞时，径向变形分别为４．５７ｍｍ、２．１２ｍｍ、１６．５５ｍｍ，对应的变形比率分别为０．８６％、０．４％、３．１％。３．３尾部下倾１。跌落状态在尾部下倾１。跌落过程中，７个观测点的最大冲击应力为２７８．１ＭＰａ，转化为等效静应力为１１１．３ＭＰａ，说明观察点位置安全。最大冲击应力发生在头部触地位置７．６５ｍｓ，为９１８．９ＭＰａ，转化为等效静应力约为３６７．６ＭＰａ，小于头部材料的极限强度３７１ＭＰａ，说明壳体结构的强度可以承受尾部下倾ｌ。跌落碰撞的冲击。跌落碰撞过程中，粘接面的最大冲击剪应力为５２．７５ＭＰａ，等效静态剪应力为２１．１ＭＰａ，小于粘接胶的抗剪强度２２ＭＰａ，壳体粘接面可以承受尾部下倾１。跌落碰撞的冲击。但是，尾部下倾１。跌落碰撞筒体的ＶＯＩｌｔｍｉｓｓ应力和粘接面的剪应力均已接近材料的极限强度。跌落碰撞过程最大弯曲变形为２．９ｍｓ尾部触地碰撞时，为５．３２ｍｍ，对应的变形比率为０．１９％。头部、中部、尾部触地碰撞时，径向变形分别为８．１７ｍｍ、２．１１ｍｍ、１１．４ｍｍ，对应的变形比率分别为１．５３％、０．４％、２．１３％。（下转第２２页）２２温度－荷载耦合作用下ＧＦＲＰ－泡沫夹层结构Ｉ型断裂理论研究２０１６年ｌ２月—ｔｉｏｓ，ｈｉｇｈｓｔｉｆｆｎｅｓｓｔｏｗｅｉｇｈｔｒａｔｉｏｓ，ａｎｔｉｃｏｒｒｏｓｉｏｎａｂｉｌｉｔｙａｎｄｏｔｈｅｒｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｒｅｆａｃｅｄｗｉｔｈａｖａｒｉｅｔｙｏｆｉｎｊｕｒｉｅｓｕｎｄｅｒａｃｔｉｖｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ａｃｔｕａｌｌｙ，ｉｎｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｏｐｅｎｔｙｐｅｄｅｌａｍｉｎａｔｉｏｎ（ｍｏｄｅＩｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌｄｅｌａｍｉｎａｔｉｏｎ）ｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｌａｙｅｒａｎｄｔｈｅｃｏｒｅｍａｔｅｒｉａｌｉｓａｃｏｍｍｏｎｆａｉｌｕｒｅｍｏｄｅｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｕｐｌｉｎｇｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｌｏａｄｓ．Ｂａｓｅｄｏｎｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎｏｆｅｎｅｒｇｙａｎｄｅｌａｓｔｉｃｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｂｅａｍｔｈｅｏｒｙ，ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆｓｔｒａｉｎｅｎｅｒｇｙｒｅｌｅａｓｅｒａｔｅｉｓａｎａｌｙｚｅｄ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｃｒａｃｋｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｌａｙｅｒａｎｄｔｈｅｃｏｒｅｍａｔｅｒｉａｌｉｓｅｘｐｅｎｄｉｎｇ．Ａｔｔｈｅｓａｎｌｅｔｉｍｅ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｏｎｔｒａｓｔｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｖａｌｕｅｓａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｖａｌｕｅｓｏｆｓａｎｄｗｉｃｈｄｏｕｂｌｅｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｂｅａｍ（ＤＣＢ），ｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓｏｆｔｈｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆｓｔｒａｉｎｅｎｅｒｇｙｒｅｌｅａｓｅｒａｔｅｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｕｐｌｉｎｇｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｌｏａｄｓｃａｎｂｅｖｅｒｉｆｉｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓａｎｄｗｉｃｈｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｄｏｕｂｌｅｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｂｅａｍ；ｓｔｒａｉｎｅｎｅｒｇｙｒｅｌｅａｓｅｒａｔｅ；ｅｌａｓｔｉｃｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｂｅａｍｔｈｅｏｒｙｍｏｄｅｌ（上接第９８页）４结论通过上述水雷壳体不同跌落状态碰撞过程的数值模拟及结果统计分析，可以得出以下结论：（１）水雷壳体可以承受２ｍ水平自由跌落的碰撞冲击，壳体不破坏、不损伤；（２）碰撞地面的刚度对碰撞过程的时间、过载、位移、变形等影响较大，地面刚度小，可以起到缓冲作用，降低碰撞冲击过程的过载和变形；（３）水雷壳体跌落的姿态对跌落过程的碰撞冲击影响较大，水雷壳体可以承受头部下倾１。和尾部下倾１。的２ｍ自由跌落的碰撞冲击，壳体不破坏、不损伤；但是头部下倾ｌ。和尾部下倾１。的冲击应力和粘接面的剪应力已经接近了材料的极限强度。参考文献［１］寇晓东，唐可，田彩军．ＡＬＧＯＲ结构分析高级教程［Ｍ］．第一—版．北京：清华大学出版社，２００８：２６７４８６．［２］周康，赵本立，李玉节，等译．舰船冲击分析与设计［Ｍ］．哈尔—滨：哈尔滨工程大学出版社，２００６：１０６１０９．［３］廖英强，韩建平，苏建河．复合材料爆炸容器的工程设计方法［Ｊ］．火工品，２００６（４）：１－８．ＩＭＰＡＣＴＳＩＭＵＬＡＴｌ０ＮＡＮＡＬＹＳＩＳＦＯＲＦＲＥＥＦＡＬＬＧＳＴＡＴＵＳｏＦＣｏＭＰＯＳＩＩＥＴＯＲＰＥＤＯＳＨＥＬＬ—ＺＯＮＧｆａｎｇｙｏｎｇ，ＣＨＡＩＰｅｎｇ－ｊｕｎ（１．ＮａｖｙＳＭｉｌｉｔａｒｙＲｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅＯｆｆｉｃｅｉｎＣｈｏｎｇｑｉｎｇ６６２Ｆａｃｔｏｒｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４３２１１１，Ｃｈｉｎａ；２．ＢｅｉｊｉｎｇＣｏｍｐｏｓｉｔｅＭａｔｅｒｉａｌＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｎｇ１０２１０１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｄｒｏｐｐｒｏｃｅｓｓｅｓｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｔｏｒｐｅｄｏｓｈｅｌｌｉｎｃｌｕｄｉｎｇｆｒｅｅｆａｌｌｉｎｇｓｔａｔｕｓ，ｃｏｎｔａｃｔｉｎｇｗｉｔｈｇｒｏｕｎｄ—ｓｔａｔｕｓ，ｉｍｐａｃｔｉｎｇｏｎｇｒｏｕｎｄｓｔａｔｕｓａｎｄｓｔｒｅｓｓｉｎｇｓｔａｔｕｓｗｅｒｅｓｉｍｕｌａｔｅｄｂｙｔｈｅｎｏｎｌｉｎｅａｒｍａｔｅｒｉａｌｍｏｄｕｌｅｏｆｍｅｃｈａｎｉ—ｃａｌｍｏｔｉｏｎｉｎＡＬＧＯＲ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｇｒｏｕｎｄａｎｄｄｒｏｐｐｏｓｔｕｒｅｏｎｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｔｏｒｐｅｄｏｓｈｅｌｌｄｕｒｉｎｇｔｈｅｄｒｏｐｐｉｎｇｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙｓｉｍｕｌａｔｉｎｇｔｈｅｆｏｕｒｓｔａｔｕｓｅｓｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｆｏｒｃｅ，ｓｔｒｅｓｓ，ｓｔｒａｉｎａｎｄｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ，ｔｈｅｄｒｏｐｐｉｎｇｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｏｒｐｅｄｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｈｅｌｌｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ，ｗｈｉｃｈｗａｓｕｓｅｄｔｏｅｖａｌｕａｔｅｔｈｅｉｍｐａｃｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｔｏｒｐｅｄｏｓｈｅｌ１．—Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ；ｔｏｒｐｅｄｏｓｈｅｌｌ；ｆｒｅｅｆａｌｌｄｒｏｐｐｉｎｇ；ｉｍｐａｃｔ