浮动冲击平台对应实船冲击环境判别分析

由于浮动冲击平台自身结构与实船存在差异,使其在水下爆炸过程中提供给设备的冲击环境较难与实船建立对应关系。为使浮动冲击平台不同工况所得设备抗冲击能力能反应不同排水量舰船及舰船不同位置的设备抗冲击性能,对4艘不同排水量舰船在水中爆炸冲击波作用下垂向滤波效应进行研究;对不同工况下浮动冲击平台与设备连接处的冲击谱参数用Fisher方法与舰船内外底谱参数判别分析,并通过数值仿真验证判别结果的合理性。结果表明,排水量较大船体滤波效应较明显,无上层建筑一甲板较船体内部二、三甲板冲击环境恶劣。通过多元统计分析判别方法建立的实船与浮动冲击平台考核设备冲击环境对应关系,对舰船设备考核具有一定指导意义。     

舰艇水下爆炸冲击信号拟合及应用

舰载设备在进行抗水下爆炸冲击设计时首先需要确定基础冲击时域信号作为输入载荷。相关标准规范给出的设计冲击谱不能反映实船水下爆炸冲击信号的动态特性。而实船试验测试数据又不具备标准性。为获取舰载设备仿真校核评估的冲击输入载荷,提出一种舰艇水下爆炸冲击信号拟合方法。根据标准设计冲击谱,通过傅里叶变换对实测信号进行修正。采用这种方法得到的冲击信号同时包含了设备安装部位的冲击特性和标准设计谱的冲击量值,能够更准确地反映舰载设备在特定安装部位处的标准冲击环境。     

近距非接触水下爆炸舰船动态响应的数值模拟

运用通用有限元程序ABAQUS对某型水面舰艇在水下爆炸冲击波作用下的动态响应进行了数值模拟,有效地解决了ABAQUS计算近场水下爆炸时单元破损和单元失效等问题,计算出了某型舰艇水下爆炸的冲击响应结果,获得了船体的应力响应、局部变形、加速度响应和速度响应4个方面的响应规律,并得出以下结论:在全船范围内,加速度和速度总是由下至上逐渐减小,离爆点最近的区域差距最为明显;船体上离爆点最近的区域应力是最大的,不同甲板在相同位置处的应力是不同的。数值模拟所得的舰艇在水下爆炸作用下的响应规律与实际分析规律相符,为舰艇抗爆、抗冲击的结构设计提供了依据。     

柔性甲板模拟器设计及在冲击试验中的应用

舰船设备的抗冲击性能对其安全性和可靠性有着重要的影响。为了使冲击试验能准确反映设备的抗冲击性能,有必要加装柔性甲板模拟器,以便更好地模拟设备实际安装处的冲击环境。经过设计原理的阐述,确立数值分析方案,并将其结果应用到某型设备的冲击实验中,用于模拟作用在船底的水下爆炸产生的冲击能量经船体结构向上层甲板的传递。实验结果表明,根据规范设计的冲击输入满足设计要求,而柔性甲板模拟器的使用能更好地模拟设备实际安装位置的冲击环境,可以在舰载设备的冲击试验中推广使用。     

水下非接触爆炸抗冲击缓冲平台性能研究

为有效测量水下非接触爆炸试验中舰船及设备的抗冲击性能,保护测量设备在冲击环境下能够安全使用,根据设备冲击输入设计和研制了抗冲击缓冲平台,以减小舰船设备在水下非接触爆炸冲击作用下受到的冲击.按照要求的缓冲平台设计载荷和缓冲效率,进行缓冲器刚度的选择和结构设计,利用仿真运算设计工况.经海上实爆冲击试验验证,该缓冲平台能有效...     

舰船全船冲击环境数值预报方法研究

借助数值仿真的手段,采用通用有限元软件ABAQUS建立水下爆炸声固耦合方法,模拟水下非接触爆炸作用下舰船冲击响应特性,并通过实船实验数据进行对比,该方法可较好地模拟水下爆炸舰船的冲击环境。在此基础上,计算水下爆炸作用下全船纵向冲击谱值分布规律,总结并拟合出具备一定通用性的数学模型,可用于冲击环境的初步预报。同时得到了全船冲击环境沿垂向位置的分布情况,以及冲击环境随不同攻角条件下的变化规律,为舰船结构的抗冲击设计提供参考。     

气液缓冲器在水下非接触爆炸平台上的应用

水下非接触爆炸研究难度大、试验风险性高,为有效测量水下非接触爆炸试验中舰船及设备的抗冲击性能,保护测量设备在冲击环境下能够安全使用,运用气液缓冲器构建高性能的抗冲击缓冲平台,并通过海上试验验证其具有很好的抗冲击缓冲效果,对于提高舰船设备的抗冲击性能、保护舰船上重要仪器设备具有重要意义.     

水下近场及接触爆炸作用下双层底结构损伤试验研究

针对水面舰艇底部结构设计双层底缩比试验模型;据冲击因子设定水下近场及接触爆炸工况,通过对试验结果分析,总结双层底结构在近场及接触爆炸载荷作用下的损伤模式;采用体积等效原理对试验模型裂纹处板厚变化分析,确定Q235钢在双层底模型拉伸破坏模式中的断裂应变。为舰船抗爆抗冲击的理论及数值研究提供参考数据。     

书名：《舰船冲击理论及应用》

本书系统介绍水下非接触爆炸冲击环境下，舰船及设备冲击响应特性仿真分析理论与实践。全书共分10章，包括绪论、冲击输入的时域和频域表示、冲击响应特性分析、谱跌和动态设计法的主模态理论、多刚体一弹性体的子结构建模方法、抗冲击设计的有限元缩聚建模、GAP单元在非线性建模中的应用、冲击脉冲和冲击谱的数据分析方法、冲击试验机和冲击脉冲的确定、舰船水下爆炸冲击等。     

水下爆炸条件下不同装药对水面舰船冲击环境的影响试验研究

水下非接触爆炸产生的冲击往往会造成舰船设备的大范围破坏,从而影响舰船的生命力和战斗力。为此,对以船体结构动响应为输入条件的船用设备冲击环境的研究受到了各国海军的重视。其中,研究水下爆炸载荷与舰船冲击环境之间的联系对于舰船设备抗冲击设计以及提高水中兵器作战效能等都具有极其重要的意义。利用某型船的整体缩比模型进行水下非接触爆炸试验,通过自由场水下爆炸载荷和缩比模型冲击环境变化规律对比,得出了冲击环境主要参数与水下爆炸载荷之间的关系,试验结果具有参考价值。     

冲击波作用下舰船刚体运动响应

在非接触水下爆炸冲击波载荷作用下,较小的船体或者刚度较大的船体会产生很大的刚体运动响应。以Taylor平板公式为基础,考虑横剖面运动的附加质量,建立二维横剖面在非接触水下爆炸冲击波作用下的运动方程。在此基础上,计算某艇在水下爆炸冲击波作用下的刚体响应,与实验结果比较一致,表明该方法可用于预报水下爆炸冲击波作用下船体的刚体响应。     

远场水下爆炸作用下舰船设备冲击响应一体化动力学模型

提出了一种远场水下爆炸作用下舰船设备冲击响应一体化动力学模型。该模型将动态设计分析方法(DDAM)与Taylor平板理论相结合,使得对舰船设备冲击响应分析更为高效。将船体外壳看做平板,将船体各层甲板和设备看做附加在平板上的多个质量,将水下爆炸冲击波看做指数衰减波,形成了一维分析模型。能够根据水下爆炸当量、爆距、舰艇吨位、总尺度、结构和设备质量与支撑刚度等参数预测舰船与设备的冲击响应。预测结果与舰船缩比模型水下爆炸试验结果进行了对比。从总体上看,船体冲击响应谱的趋势和量级一致。     

水下爆炸作用下潜艇冲击环境影响因素研究

潜艇结构在其生命周期内不可避免会遭受水下爆炸冲击载荷作用,水下爆炸载荷引起的潜艇板架结构冲击响应往往是引起舰载设备破坏的主要因素,为保证潜艇结构安全性和舰载设备正常使用,有必要对潜艇设备冲击环境进行深入研究。潜艇在水下爆炸载荷作用下冲击环境计算涉及到攻角、炸药类型、冲击因子、水深以及舰载设备安装位置等多方面因素影响。采用数值仿真方法,对影响潜艇设备冲击环境的多方面因素分别进行研究,为潜艇结构抗冲击设计提供参考。     

基于ARMA模型的水下爆炸冲击谱预测

针对舰船设备抗冲击设计冲击环境预测难的问题,提出了利用自回归滑动平均模型（ARMA模型）预测水下爆炸冲击响应谱的方法,并引入遗传算法优化ARMA模型阶数。理论介绍了舰船设备水下爆炸冲击谱模型及ARMA模型。建模所需样本数据通过对有限元软件仿真输出的冲击响应信号进行去趋势化和平稳化处理获得,根据该样本数据的自相关函数和偏自相关函数统计特性分析,验证了ARMA建模的可行性。在此基础上,利用遗传算法优化后的ARMA模型,对水下爆炸冲击响应信号进行预测,并通过分析预测误差特性评估预测效果。研究结果表明,基于遗传算法优化的ARMA模型可以很好的预测水下爆炸冲击响应信号,从而为舰船设备抗冲击设计提供帮助。     

舰船设备冲击试验机研究进展

简单回顾了各国海军舰船设备冲击试验研究的发展历史，并介绍了考核舰船设备抗冲击破坏能力的主要试验手段，如舰艇水下爆炸试验、虚拟冲击试验以及冲击试验机模拟冲击试验。详细分析了世界各主要国家的冲击试验机发展现状，得出冲击试验机在三个方面的发展趋势：1）模拟实际冲击过程，如模拟水下爆炸过程中的第一次冲击波和气泡脉动效应的双波冲击试验机；2）能够试验重型设备，向超大规模试验方向发展；3）精确波形控制，利用现代技术增强试验过程的可重复性。     

重力坝水下接触爆炸的数值分析

采用显式程序AUTODYN中的Euler-Lagrange耦合算法模拟混凝土重力坝水下接触爆炸。研究在不同炸点的水下接触爆炸荷载作用下大坝的动力响应以及损伤裂纹分布特点。针对上述特点采用泡沫铝作为抗爆材料,研究了泡沫铝的抗爆效果。研究结果表明:采用泡沫铝作为大坝水下爆炸抗爆材料能大幅降低爆炸冲击波幅值,减小大坝的动力响应,同时能减小爆炸对坝体产生损伤及裂纹分布范围,具有良好的抗爆性能。     

抗冲地砖对立姿舰员的冲击防护效能分析

利用八自由度集总参数模型描述立姿舰员的生物动力学响应并预测其受损趋势,应用非线性质量-弹簧及阻尼模型模拟多孔结构的微惯性、刚度及粘性效应。定义最大抛离速度比及最大甲板反力比评价抗冲地砖的防护效果,讨论了抗冲地砖的无量纲临界屈曲力水平、粘性效应对其人员防护效果的影响,给出了人员抗冲用抗冲地砖应遵循的一般设计原则。     

柱状炸药水下冲击波连续测量研究

通过自制的压导探针,对柱状装药水下爆炸过程进行连续测量,获得了柱状炸药的爆轰波和水下近场冲击波头的时间历程演化曲线。由此计算出柱状炸药的爆速、水的冲击波速度随时间的变化曲线;进一步由水的冲击雨果尼奥关系式和界面压力、速度连续方程,计算得到了炸药爆压、水下近场冲击波超压变化曲线。结果表明,水下爆炸近场的冲击波速度近似以指数形式衰减,最初阶段衰减很快,随时间推移,衰减越来越慢,最终水中冲击波速度趋于声速。近场冲击波超压的衰减形式与冲击波速度的衰减形式相似。