两发武器命中板壳结构的数值仿真分析

爆炸载荷作用下结构的破坏变形是非常复杂的非线性动态响应过程.借助于大型有限元分析软件LS-DYNA中的ALE算法对舰船板壳结构在两发武器攻击下的动态响应进行模拟,分别分析了炸药之间距离不同的三种模型在两发武器同时命中和延时命中下的破坏情况,描述了钢板破口大小、有效应力最大值以及最大位移等动态参数.并对两种攻击方式进行了分析比较,结果表明两种攻击方式下,两发武器之间距离愈大,钢板的破坏越严重.     

典型舰船水下爆炸冲击环境仿真

利用冲击谱描述方法,对舰船在水下爆炸载荷作用下的冲击环境进行了数值模拟和分析. 利用MSC Dytran软件计算在爆炸载荷作用下舰船各测点的加速度,用加速度计算得到冲击谱,并总结出爆炸参数和冲击谱的关系. 通过分析表明冲击谱的谱值由船底外板到最上层甲板呈衰减的趋势;各测点加速度谱值随爆炸距离的增加近似呈指数衰减;各测点的加速度谱值随炸药量的增加近似呈抛物线增加.     

聚能装药对双层板的动态响应分析

聚能爆炸的过程是非常复杂,很难进行精确的解析分析,通过实验手段研究则耗资过于巨大,所以数值分析是有效的近似手段.对于聚能射流对靶板的作用的研究比较少.ALE单元算法是一种比较新的有关流固耦合的算法,因此利用非线性有限元ANSYS/LS-DYNA软件中ALE算法,分别计算两种装药形式(圆锥形装药和球缺形装药)对双层板破坏的动力响应,分析了各计算结果,对比了破口,位移以及应力等变量.得到结论:圆锥形装药在纵向上的破坏要强于球缺形装药,然而球缺形装药能产生更大的破口.     

三维有限元模型的任意剖切及其等值线与彩色云图生成的方法

对三维有限元模型快速有效地生成任意剖面上等值线及彩色云图,是有限元计算后处理中的一个重要技术。该文在建立单元信息描述表的基础上,提出了一种适合于任意三维实体单元类型的通用剖切算法,和在剖切面及外表面生成等值线或高质量彩色云图的方法。     

水下爆炸冲击平台数值仿真设计研究

为研制水下爆炸冲击平台,初步设计平台隔振系统和两种船体结构,运用有限元分析软件ABAQUS,对安装隔振系统前后平台在爆炸载荷作用下的冲击响应进行计算分析,预估平台抗冲隔振效果。采用声固耦合方法,考虑空化效应和材料应变率的影响。仿真结果表明,在水下爆炸载荷作用下,采用加强的船体结构,平台船体底部的塑性变形显著减小,平台的垂向加速度峰值衰减率超过95%。经海上爆炸试验验证,数值仿真结果与试验值吻合良好,仿真设计方法合理。     

基于数值仿真船体结构毁伤测点布设方法研究

为有效测量水下爆炸作用下船体结构的毁伤程度,优化测点布设,建立了典型舰船有限元模型,运用大型有限元分析软件ABAQUS提供的声固耦合方法,对船体结构在爆炸载荷作用下的冲击响应进行仿真。依据数值仿真结果,分析船体结构薄弱环节,并将这些薄弱环节作为重点测量部位,结合工程实践和海上试验经验,在准确测量结构毁伤的基础上,合理布设传感器测点,研究设计了水下爆炸作用下船体结构毁伤测点布设方法。经海上爆炸试验验证,数值仿真结果与试验测试结果吻合良好,该毁伤测点布设方法设计合理。     

水下结构的抗冲击性能研究

提高水下结构在受到爆炸冲击后的抗冲性的一个重要方法是采用性能优良的抗冲击材料.为了研究橡胶元件对水下结构的抗冲击性能的影响,利用ANSYS有限元分析软件,建立带有橡胶元件的钢板与不带有橡胶元件的钢板的流固耦合有限元模型,以经验公式得到的冲击波激励为输入,通过有限元仿真得到的钢板的响应的对比结果来说明,橡胶元件可以有效地提高水下结构的抗冲击性能.     

箱形梁结构船体水下非接触爆炸冲击环境分析

为研究箱形梁结构船体在水下非接触爆炸作用下的冲击环境,在船体中部范围内主要受力部位设置箱形梁,并与考虑箱形梁产生的质量变化而建立的等重船模进行对比,来描述箱形梁结构对冲击环境的影响.基于Abaqus中的声固耦合算法求解2种形式船体的冲击响应,以冲击谱为工具描述船体结构的冲击环境,并给出舱内甲板层的冲击环境分布.分析归纳箱形梁的作用机理,为相关舰船设备的舾装与船体优化设计提供参考.     

抗冲击性能要求下一种新型夹心板的设计研究

防护板在舰船上的应用非常广泛,它对于提高舰船抵抗水下爆炸冲击波载荷性能、抗碰撞冲击性能等都具有重要作用.文中利用薄壁圆管的吸能特性设计了离散型和紧密型圆管夹心板,使用大型非线性有限元软件MSC.Dytran建立水域、炸药及防护板的三维有限元模型,并进行水下爆炸数值仿真计算,从板的吸能能力、加速度响应、变形量三个方面分析了两种夹心板和普通平板在水下爆炸载荷作用下的抗冲击性能,仿真计算结果表明离散型夹心板的抗爆性能优于紧密型夹心板和普通平板.     

多维约束下的炸药爆破过程三维仿真

在炸药爆破过程的研究中,对炸药爆破过程进行三维仿真,可以预判炸药爆炸的破坏性和冲击气流方向,保证安全.炸药爆破过程中,爆炸产生的冲击波在扩散过程中受到阻挡后,炸药冲击波曲线和形成的冲击涡流状区域被破坏,传统的三维仿真模型在这种无序的爆炸曲线和冲击涡流区域状态下,以牺牲准确性为代价,提取三维参数特征进行仿真,结果偏差较大.提出一种多维约束下的炸药爆破过程仿真方法,分析炸药爆破图形仿真系统的性能和特点,构建优化的炸药爆破三维模型,获取爆破中较为准确的过程线、冲击波曲线与涡流状区域中心的纵间距和横间距比的三维数据,对破坏性数据进行约束评估,实现爆破场景的三维重构,仿真结果说明,改进方法可为对炸药爆破程度进行准确分析提供有效手段.     

船舶航向保持运动的间接自回归历遍模型建模

本文针对船舶航向保持过程提出了一种间接的建模方法来描述船舶舵角与艏摇角之间的关系.建模数据来源于东京海洋大学实验船舶"夕路丸"的真实航行数据.首先,以船舶舵角为输入船舶艏摇角速度为输出,建立一个过渡自回归历遍(ARX)模型;然后根据艏摇角速度和艏摇角间的差分关系,得到最终的ARX模型.再多组测试数据下,与机动建模组(M...     

Interactive computer programme to facilitate diesel engine/propeller matching

The general problem of matching a diesel engine to a propeller is solved using a computer programme. The programme can deal with any engine specified by constraints on its power speed characteristic readily available from manufacturers, and any hull form provided resistance vs speed curves are available either from scale model experiments, standard curves or sea trials. For any selected propeller diameter, gear ratio or propeller blade area ratio the programme automatically calculates the maximum ship speed which just satisfies the engine constraints over a range of propeller pitch ratio values. The calculation is based on using a data bank of previously. stored model series thrust and torque parameters, and the resulting forward speed vs pitch ratio curve is presented on a graphics terminal. Families of these characteristics can be automatically generated for selected variations in propeller diameter, blade area ratio, gear ratio or for different resistance vs speed curves which may represent other ship displacements, trims or account for fouling, weather, etc. The display curves are stored and may be interactively retrieved under light pen control so that rapid comparisons can easily be drawn between different parameter selections.As an example of the use of the programme the paper describes the design of a propulsion system for a small commercial vessel using hypothetical data, and thus demonstrates the sensitivity of speed vs pitch ratio characteristic variations with propeller diameter, gear ratio, blade area ratio and displacement, and some general conclusions may be drawn from the results presented.     

基于HMR3300的船模舵机控制平台设计与实现

HMR3300是常见的较精准的航向采集传感设备,在此设备基础上,利用无线传输模块,搭建船模岸基控制平台,设计航向控制算法,并将得出的舵机控制信息反馈到船模上,进行舵机角度调整,最终实现船模的航向控制.通过硬件实现,分析无干扰和有干扰两种状态下的航向趋势,得到了良好的验证效果,平台系统可以有效地实现对船模的航向控制.     

基于HQ混合灵敏度控制的船用舵机位置伺服系统研究

建立了船用舵机位置伺服系统的数学模型,设计了HQ混合灵敏度控制器,并利用MATLAB／Simulink进行了计算机仿真,研究了其控制特性。结果表明,HQ混合灵敏度控制比常规PID控制具有更好的鲁棒性,可以很好的满足船用舵机位置伺服系统的控制要求,具有很强的实用性。     

大载荷下舵片的强度分析

为在设计过程中对导弹舵片进行强度校核,对存在截面尺寸变化的某导弹舵片进行线性静力分析和塑性分析;当舵片结构因大载荷而发生屈服时,线性静力分析可能会因为应力集中得到不正确的结果,而塑性分析的结果更合理,与试验结果更接近.     

船舶航向非线性系统鲁棒跟踪控制

对船舶航向非线性系统, 提出了一种基于神经网络方法的鲁棒跟踪控制器. 系统由船舶运动非线性响应模型和舵机伺服系统串联构成, 其中运动响应模型考虑了建模误差和外界干扰力等非匹配不确定性. 对建模误差和期望舵角的一阶导数项应用在线二层神经网络予以辨识和补偿, 不确定性干扰项处理应用L2增益设计. 采用Lyapunov函数递推法, 得到包括神经网络权值算法在内的跟踪控制器. 跟踪误差和神经网络权值误差的一致终值有界性保证了系统的鲁棒稳定性, 合理的控制器参数选择保证了控制精度. 仿真结果验证了控制器的有效性.     

基于液压舵机的船舶舵机系统的模型建立

以上海江南造船厂的某船的拔叉式液压舵机为仿真对象．根据船舶特点和液压舵机的结构特点及工作过程,详细地阐述舵机控制的基本原理,并考虑船舶操作参数值以及各种环境参数建立船舶舵机系统的数学模型。并对分舵机模型与自由舵模型两个方面进行较为透彻的叙述。     

舵减摇控制系统的开环增益成形设计

针对船舶航向/舵减横摇控制系统的特点,提出了一种新的设计方案.对舵减横摇控制回路,基于开环增益成形的思想,通过指定闭环灵敏度函数的幅频特性形状,得到相应的舵减横摇控制器.在设计过程中不但考虑了对象的非最小相位特性,还分析了Bode积分定理对性能的约束条件,在系统的性能和控制输出之间进行了折衷,给出了一组优化设计结果.对航向控制回路,应用混合灵敏度问题设计了H∞航向控制器.设计指标是在保证船舶能很好的跟踪航向指令的前提下尽可能的减小艏摇控制回路和横摇控制回路之间的耦合作用.仿真结果表明,所设计的舵减摇控制系统满足性能要求,取得了较高的减摇率,而且横摇运动对航向的影响很小.通过对摄动后的对象进行仿真,进一步验证了系统具有很好的鲁棒性.     

基于GPS和电子海图的船舶导航系统设计与实现

介绍了一个基于电子海图和GPS的船舶导航系统的结构、功能、主要技术特点及其实现原理，系统由GPS接收机，导航计算机，信号发射机、信号接收机、监视计算机及通信网络构成，包括海图显示、海图作业，航线设计、航路监视，航行再现以及打印五个功能模块，具有船形大小与实际船舶尺度相对应，船形运行平稳，兼容多种GPS数据格式，海图无缝拼接，一船运动多方监视，自动更换海图等特点，实验表明，该系统能够满足船舶引航的需要，使用它能够提高船舶航行的安全。     

圆柱壳在水下爆炸载荷作用下的动力仿真分析

圆柱壳是船舶、潜艇和海洋工程结构物的重要组成部分,研究其在水下爆炸载荷作用下的响应对提高结构物的使用周期有着重要的作用.利用LS-DYNA动力有限元程序对张效慈等人做的深水爆炸水动压力场对潜体结构的动态响应试验进行数值模拟.分析了不同材料圆柱壳和不同参数复合材料圆柱壳在水下爆炸载荷作用下的抗冲击性.计算结果表明,复合材料比钢、铜、铝合金金属材料的抗冲击性好,弹性模量小的复合材料的抗冲击性好.方法可以简单快速的计算圆柱壳的抗冲击性,为舰船的设计提供参考.