中型浮动冲击平台结构设计研究

大中型舰载设备的抗冲击考核试验需通过浮动冲击平台进行,而平台的结构形式决定试验能否成功进行。本文对我国尚未起步建设的中型浮动冲击平台进行了结构设计分析。通过非线性双渐近法对平台的响应进行分析,提出了几种浮动冲击平台结构形式,对其强度和冲击环境进行了分析。结果表明：浮动冲击平台的主要响应为刚体运动,外板夹层箱形梁结构形式的平台强度最好,平台内底板提供的冲击环境中谱位移与谱速度与规范较吻合,谱加速度需利用甲板模拟器辅助装置滤波才能与规范较一致。分析成果可为我国用于大中型舰载设备考核的浮动冲击平台建设提供参考。     

利用浮动冲击平台考核舰用设备抗冲击能力的数值仿真研究

大质量舰用设备一般利用浮动冲击平台进行抗冲击能力评估,但试验过程复杂,费时、费力且花费较多。近些年随着非线性有限元技术的发展,利用有限元法对浮动冲击平台试验仿真考核舰用设备抗冲击性能成为可能。针对浮动冲击平台上舰用设备抗冲击能力进行研究,利用有限元软件ABAQUS进行水下爆炸分析,考虑流固耦合效应,研究浮动冲击平台上的安装设备在不同爆炸距离和不同炸药深度下的冲击响应,为舰用设备特别是大质量设备的抗冲击能力的评估和大型浮动冲击平台的设计提供参考。     

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。     

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。     

水面舰艇甲板设备抗冲击设计谱分析

针对动态设计分析方法(DDAM)评估舰艇设备抗冲击性能与水下非接触爆炸条件联系不够紧密的不足,利用水面舰艇水下非接触爆炸数值仿真,得到不同工况下水面舰艇甲板设备垂向响应及冲击反应谱;结合联邦德国军舰建造规范BV043/85规定的正负三角波作为加载波形,加载到舰船甲板安装设备等效动力模型上,计算得到不同安装质量设备的甲板基础冲击反应谱,作为甲板安装设备抗冲击设计谱值。得到的抗冲击设计谱规律正确,数值合理。     

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。     

小型浮动冲击平台水下爆炸冲击响应特性分析

浮动冲击平台是考核大中型舰载设备抗冲击能力的重要工具,各海军强国十分重视舰载设备抗冲击考核研究工作。采用小波变换方法对小型浮动平台上的测量信号进行处理分析。分析结果表明：小型浮动冲击平台的冲击响应主要以冲击波作用的高频振动为主,随着振动在结构中的传播,能量逐步衰减;设备缓冲装置能迅速衰减高频振动能量,能有效防护设备高频振动冲击。     

舰船冲击谱若干计算方法比较研究

在水下爆炸冲击载荷作用下,舰船通常采用冲击谱来考核设备抗冲击性能。但由于没有统一计算标准,不同工程人员采用冲击谱的算法不同,得到的计算结果差异很大。针对现在已有冲击谱的不同计算方法,分别采用直接积分法、递归法、三次样条法、递归滤波法等计算方法对滤波后的信号求解冲击谱,通过改变采样频率和采样精度分析不同计算方法的使用条件、精度、效率。结果表明在采样精度一定时,与其他方法相比,递归法、递归滤波法计算效率高、稳定性好,适合实际工程使用。     

强碰撞中型冲击机冲击环境特征

强碰撞中型冲击机是GJB150.18-1986规定的标准考核设施之一,它主要对于质量介于120 kg～2.7 t的舰船设备进行冲击考核,用于评定舰船设备的抗冲击能力 [1]。美国的中型冲击机经过大量的冲击环境试验,经过总结制定MIL-S-901系列中的标准考核工况,我国的中型冲击机仿照美国来设计,考核标准也参照美国标准来制定,但我国中型冲击机的冲击环境特征是什么,影响冲击环境的因素是什么,现有标准存在的问题是什么还不是十分清楚。针对这些问题给出我国中型冲击机应满足的冲击环境要求,提出我国舰船设备抗冲击考核标准的改进建议。     

一种舰船低频冲击环境的新型测试原理与方法

舰船冲击环境是舰船设备抗冲击评估的基础输入数据,其最可靠的来源是实船抗冲击试验,其中低频冲击环境的测试工程上常采用低频振子、簧片仪等专用仪器,这些传感器存在过于笨重、仪器安装相对困难的问题,直接采用加速度计测试结果由于“零飘”导致误差大,其结果不可靠。为此,通过对低频冲击环境形成机理的分析,指出大型舰船低频冲击环境主要来源于舰船低频总振动,并提出一种基于实船抗冲击试验舰船总振动应变的间接测试方法。通过千吨级舰船实船的试验数据证明了该方法的有效性,加速度计实测数据与低频振子测得的数据相比,平均偏差为42.9%,新方法与低频振子测得的数据相比,平均偏差为12.6%。该技术与传统方法相比具有传感器安装简便、测点数目需求低和有效覆盖船长范围大的优势,对实船抗冲击试验的低频冲击环境测试具有重要的参考价值。     

舰船模型海上抗爆试验研究

浮动冲击平台是考核大中型舰载设备抗冲击能力的重要工具,各海军强国十分重视舰载设备抗冲击考核研究工作。采用小波变换方法对小型浮动平台上的测量信号进行处理分析。分析结果表明：小型浮动冲击平台的冲击响应主要以冲击波作用的高频振动为主,随着振动在结构中的传播,能量逐步衰减;设备缓冲装置能迅速衰减高频振动能量,能有效防护设备高频振动冲击。     

舰船设备抗冲击能力的可靠性分析

在进行舰船设备系统抗冲击设计及优化分析中,必须要确定舰船设备的抗冲击能力值,而影响设备冲击响应的多种随机因素使设备抗冲击能力具有随机性。本文提出了考虑各种随机因素影响的设备抗冲击能力可靠性的定义和分析方法,结合神经网络建立了设备冲击响应预测模型,在数值冲击试验基础上,结合Monte Carlo法分析了典型舰船设备抗冲击能力的统计特征。分析方法和结果可为今后舰船设备及系统的抗冲击性能分析、舰船系统抗冲击性能评估提供参考。     

舰艇冲击响应数据滤波频率选取方法分析

由于冲击响应数据具有较强烈的非线性与瞬态性,研究难度较大,目前在舰艇抗冲击技术研究领域还没有相应的标准规范或统一的滤波频率选取方法。本文利用冲击响应的冲量信息变化情况作为滤波频率选取依据,给出了具体的分析方法及判据。并应用该方法分别分析了舰艇船体结构与设备的冲击响应数据滤波频率,结论如下：不同爆距,船体结构同一部位,冲击响应数据的滤波频率取值相同;不同爆距,舰艇同一设备相同部位,冲击响应数据的滤波频率取值不同。     

滚装船和滑动载荷组成的浮基系统的非线性横摇

波浪和内部重载荷滑动共同作用,使滚装船的横摇加剧。这是许多滚装船发生倾覆的重要原因之一。对由滚装船和滑动重载荷组成的浮基系统,取滚装船的横摇角和重载荷在甲板上的横向位移为此系统的两个自由度。考虑非线性恢复力矩和非线性阻尼力矩的影响,运用多体系统动力学方法,建立了浮基系统的动力学方程。以某型海峡滚装渡轮为例,对在若干重载荷同步滑动和波浪共同作用下的滚装船非线性横摇响应和重载荷位移响应进行了数值计算,并与线性响应进行了比较,从而得出了考虑非线性时横摇角显著偏大的结论。     

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。     

筏体和基础弹性对船舶设备冲击响应影响的试验分析

试验研究是船舶机械设备冲击隔离性能分析的主要方法之一。为了分析筏体弹性、基础弹性和限位器间隙对冲击响应的影响，设计制作了可以考虑筏体弹性和基础弹性的带有限位器的浮筏隔振系统试验模型。试验结果表明筏体弹性和基础弹性对系统的冲击响应均有一定程度的影响，它们使得机组的最大加速度响应减小，提高系统的抗冲击隔离效果。对于刚性浮筏隔振系统和弹性浮筏隔振系统，限位器与冲击响应之间的关系是相同的，即安装限位器之后将使得筏体和机组的加速度响应增大，随着限化器间隙的减小，筏体和机组的最大加速度响应进一步增大。     

带限位器单层隔振系统冲击响应研究

在舰艇设备中,通常采用隔振系统来吸收冲击所带来的能量,为了限制设备受到冲击载荷时发生过大变形,隔振系统通常带有限位器。以单自由度单层隔振系统为研究对象,采用时域有限元分析方法,分别对带有不同阻尼限位器的隔振装置受到水下爆炸载荷冲击下的响应进行数值仿真研究,计算得出隔振系统在冲击载荷作用下的相对位移响应和绝对加速度响应,分析了限位器参数对冲击响应的影响,旨在为舰艇设备抗冲击性能设计及性能评估提供参考。