﻿ 自航式实体模拟目标受鱼雷撞击冲击力计算仿真
 舰船科学技术  2019, Vol. 41 Issue (2): 145-149 PDF

Computational simulation analysis of the self-propelled entity target impact force by torpedoes
XIE Zhi-qiang, XIANG Xiao-mei
No. 91388 Unit of PLA, Zhanjiang 524022, China
Abstract: The geometric model and the parameters of the self-propelled entity target and the heavy torpedo is set up. Using the finite element analysis method, the impact is simulated when the torpedo strikes the self-propelled entity target point-blank. Through the deformation and the plastic strain of the self-propelled entity target. The solid theoretical foundation is established for the safety protection of the self-propelled entity target.
Key words: the self-propelled entity target     impact     deformation     plastic strain
0 引　言

1 仿真建模 1.1 自航式实体模拟目标几何模型及材料参数

 图 1 自航式实体模拟目标三维示意图 Fig. 1 The diagrammatic sketch of the self-propelled entity target
1.2 鱼雷几何模型及材料参数

 图 2 鱼雷几何模型 Fig. 2 The diagrammatic sketch of the torpedo
2 附加质量计算

 图 3 实体模拟目标附加质量计算网格划分示意图 Fig. 3 The mesh model of the additional mass calculation of the self-propelled entity target

 图 4 鱼雷附加质量计算网格划分示意图 Fig. 4 The mesh model of the additional mass calculation of the torpedo
 $\left[ {\begin{array}{*{20}{l}} {{\rm{23 \; 467}}.{\rm{35}}}\quad\!\!\quad\!\!\!\!\!\!{{\rm{2}}0{\rm{6}}.{\rm{95}}}\quad\!\!\quad0\quad\!\!\quad0\quad\!\!\quad0\quad\!\!\quad{{\rm{1 \; 212}}0{\rm{2}}.{\rm{18}}} \\ {{\rm{2}}0{\rm{5}}.{\rm{54}}}\quad\!\!\quad{{\rm{56}}0 \; {\rm{464}}.{\rm{74}}}\quad\!\!\quad0\quad\!\!\quad0\quad\!\!\quad0\quad\!\!\quad\!\!\!\!\!\!{ - {\rm{274 \; 272}}.{\rm{76}}} \\ 0\quad\!\!\quad0\quad\!\!\quad{{\rm{5 \; 593}}0{\rm{1}}.0{\rm{6}}}\quad\!\!\quad\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!{{\rm{56 \; 124}}.0{\rm{6}}}\quad\!\!\quad\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!{{\rm{228 \; 586}}.{\rm{8}}0}\quad\!\!\quad0 \\ 0\quad\!\!\quad0\quad\!\!\quad\!\!\!\!\!\!{{\rm{56}}0{\rm{95}}.{\rm{64}}}\quad\!\!\quad\!\!\!\!\!{{\rm{277 \; 769}}.{\rm{81}}}\quad\!\!\quad\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!{ - {\rm{2 \; 838}}0{\rm{1}}.0{\rm{7}}}\quad\!\!\quad0 \\ 0\quad\!\!\quad0\quad\!\!\quad\!\!\!\!\!\!\!\!\!{{\rm{227 \; 183}}.{\rm{41}}}\quad\!\!\quad\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!{ - {\rm{284 \; 931}}.{\rm{22}}}\quad\!\!\quad\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!{{\rm{85 \; 353 \; 533}}.{\rm{73}}}\quad\!\!\quad0 \\ {{\rm{12}}0{\rm{991}}.{\rm{81}}}\quad\!\!\quad\!\!\!\!\!{ - {\rm{274 \; 634}}.{\rm{93}}}\quad\!\!\quad\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!0\quad\!\!\quad\!\!\!\!\!\!0\quad\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\quad0\!\!\!\!\!\!\quad\!\!\quad\!\!\!\!{{\rm{92 \; 472 \; 367}}.{\rm{46}}} \end{array}} \right]{\text{，}}$

 $\left[ {\begin{array}{*{20}{l}} {{\rm{23}}.{\rm{4}}0}\quad\!\!\quad0\quad\!\!\quad0\quad\!\!\quad0\quad\!\!\quad0\quad\!\!\quad0 \\ 0\quad\!\!\quad{{\rm{1 \; 257}}.{\rm{38}}}\quad\!\!\quad0\quad\!\!\quad0\quad\!\!\quad0\quad\!\!\quad{{\rm{5}}0.{\rm{51}}} \\ 0\quad\!\!\quad0\quad\!\!\quad{{\rm{1 \; 256}}.{\rm{42}}}\quad\!\!\quad0\quad\!\!\quad{ - {\rm{51}}.{\rm{73}}}\quad\!\!\quad0 \\ 0\quad\!\!\quad0\quad\!\!\quad0\quad\!\!\quad{0.0 \; 00{\rm{13 \; 972}}}\quad\!\!\quad0\quad\!\!\quad0 \\ 0\quad\!\!\quad0\quad\!\!\quad{ - {\rm{51}}.{\rm{95}}}\quad\!\!\quad0\quad\!\!\quad{{\rm{3631}}.{\rm{6}}}\quad\!\!\quad0 \\ 0\quad\!\!\quad{{\rm{51}}.0{\rm{8}}}\quad\!\!\quad0\quad\!\!\quad0\quad\!\!\quad0\quad\!\!\quad{{\rm{363}}0.{\rm{98}}} \end{array}} \right]{\text{。}}$
3 冲击有限元计算 3.1 网格划分

1）雷体

 图 5 鱼雷网格划分 Fig. 5 The mesh model of the torpedo

2）模拟目标

 图 6 不同角度撞击时的鱼雷和目标网格划分结果 Fig. 6 The mesh model of torpedo and target in the different impact angle
3.2 质量分布

1）自重

2）流体附加质量

3.3 边界条件

1）雷体冲击速度

2）模拟目标运动速度

4 计算结果分析 4.1 接触力

 图 7 撞击位置位于筋板正上方的正撞击力时程曲线 Fig. 7 Normal contact force time history of impacting above plate

 图 8 撞击位置偏离筋板的正撞击力时程曲线 Fig. 8 Normal contact force time history of impacting deviate plate

4.2 变形

 图 9 目标撞击中心位置法向位移时程曲线 Fig. 9 Displacement time history of impact centre

 图 10 目标永久变形区域矩形近似测量示意图 Fig. 10 The diagrammatic sketch of permanent deformation of target
4.3 塑性应变

 图 11 0°撞击偏离筋板正上方时目标最大等效塑性应变所在位置 Fig. 11 The location of maximum equivalent plastic strain of target when impact above plate in 0°

 图 12 0°撞击于筋板正上方时目标最大等效塑性应变所在位置 Fig. 12 The location of maximum equivalent plastic strain of target when impact deviate plate in 0°
5 结　语

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