大型水面舰艇舷侧板架结构穿甲过程数值计算研究的开题报告.docx

大型水面舰艇舷侧板架结构穿甲过程数值计算研究的开题报告
一、问题背景及研究意义
在大型水面舰艇的设计与生产中，舷侧板是一个非常重要的结构部件。当舰艇在海上遭遇攻击时，舷侧板很容易受到来自敌方武器系统的攻击，特别是穿甲攻击。因此，为了确保舰艇在海上的安全性和性能，需要对舷侧板的结构和穿甲特性进行深入分析和研究。
在现代舰艇的设计和制造过程中，数值模拟技术已成为评估和优化舰艇结构性能的重要工具。舷侧板的穿甲特性是众多结构特性之一，是建立舰艇数值模型的关键因素之一。
本研究将对大型水面舰艇舷侧板架结构穿甲过程进行数值计算，以实现更加准确、全面的结构性能评估和优化。
二、研究目标和内容
本研究的目标是通过基于有限元数值计算的方法，分析大型水面舰艇舷侧板架结构在穿甲过程中的应力、变形和破坏情况，优化结构设计方案，提高舰艇的防护性能和整体性能。
具体包括以下研究内容：
1.建立舷侧板架结构的有限元数值模型，确定模型的几何、材料及工况参数；
2.利用示踪法等穿甲效应研究方法，预测并分析穿甲过程中舷侧板架结构的应力、变形和破坏等情况；
3.结合不同材料、厚度、角度等参数的变化，对舷侧板架结构进行有针对性的改进与优化；
4.验证数值计算结果的可靠性和准确性。
三、研究方法和技术路线
本研究将采用有限元数值计算方法，以ABAQUS等软件为支撑，建立舷侧板架结构的三维有限元模型。根据国内外常用的穿甲试验和仿真验证方法，通过使用示踪法和数值射线等方法，根据模型的几何、材料及工况参数，模拟并分析舷侧板架结构在穿甲过程中的应力、变形和破坏情况，并结合舷侧板的不同参数进行优化设计。
技术路线如下：
1.舰艇舷侧板架结构的建模。
在建立舷侧板架结构的有限元模型时，需要考虑舷侧板架结构的几何形态、材料特性及其在实际工作情况下的受力状态，以达到真实的数值模拟。
2.穿甲过程的数值模拟方法。
在本研究中，将采用示踪法和数值射线法作为常用的穿甲效应分析方法。示踪法可以分析弹丸在穿甲过程中的运动轨迹，进而求解穿甲过程中的能量特征。数值射线法可以有效地预测弹丸在舷侧板内的运动轨迹，为穿甲过程的数值模拟提供更加准确的参考。
3.优化设计方法。
对舷侧板架结构的优化设计包括在厚度、材料、结构形态等方面的综合考虑。主要是考虑到不同材料、厚度、角度等参数对舷侧板结构穿甲的影响，针对性地进行改进与优化设计。
4.数值模拟效果验证。
对数值模拟效果的验证可以采用现有的穿甲试验的数据进行对照验证，以达到数值分析效果与试验数据一致的效果。
四、研究预期成果及意义
本研究所取得的成果包括：
1.实现了大型水面舰艇舷侧板架结构穿甲过程数值计算的模型建立和分析方法；
2.对穿甲对结构内部的应力、变形和破坏特性进行准确预测和量化描述，并对舷侧板架结构的强度、刚度、耐久性和设计作出了优化；
3.结合现有的穿甲试验数据，对模拟结果与实验数据进行对比，以验证模型的可靠性和准确性；
4.为大型水面舰艇的结构性能优化提供了一个新的数值分析方法和技术途径，为舰艇结构设计和制造提供了科学和有效的数值模拟和优化手段。