舰艇抗冲击生命链技术(上)

舰艇抗冲击生命力是潜艇技术性能的要素之一,正确评估舰艇生命力是潜艇生命力设计、管理、优化的前提.针对以往舰艇生命力分析中的一些不足之处建立了一种新的分析技术--舰艇抗冲击生命链技术的理论框架,介绍了舰艇抗冲击生命链技术的主要内容和特点,初步分析了舰艇抗冲击生命链技术中生命力的决策方法.     

舰艇导弹发射装置抗冲击性能数值分析

舰船设备抗冲击性能是评价舰艇生命力的重要因素之一。分别应用美国海军用以考核舰船设备抗冲击性能的动态设计分析方法(DDAM)和时间历程法,考核舰船甲板设备四联装导弹发射装置的抗冲击性能。通过DDAM方法和时间历程方法仿真计算,得到导弹发射装置的抗冲击薄弱环节,为制定导弹发射装置抗冲击考核标准提供参考。     

舰艇导弹发射装置抗冲击性能数值分析

舰船设备抗冲击性能是评价舰艇生命力的重要因素之一。分别应用美国海军用以考核舰船设备抗冲击性能的动态设计分析方法(DDAM)和时间历程法,考核舰船甲板设备四联装导弹发射装置的抗冲击性能。通过DDAM方法和时间历程方法仿真计算,得到导弹发射装置的抗冲击薄弱环节,为制定导弹发射装置抗冲击考核标准提供参考。     

国内外舰艇管路系统抗冲击技术工作述评

从舰艇管路系统冲击研究的方法、模型和模拟计算、舰艇管路系统(抗)冲击试验、舰艇管路系统冲击环境预报和仿真、舰艇管路系统抗冲击设计评估、舰艇管路系统冲击标准及规范以及舰艇管路系统抗冲击元器件研制等六个方面对国内外开展的舰艇管路系统抗冲击工作进行了述评,并引出了我国在这些方面存在的问题。     

舰用变压器冲击响应计算

变压器是舰船电力系统的重要组成部分,其可靠性对于舰艇的生命力和战斗力有着非常重要的影响。利用ANSYS软件建立了某舰用变压器的有限元模型。通过对有限元模型进行结构振动模态分析,分析变压器的固有振型特性,验证模型的合理性。研究舰用变压器的冲击载荷,对变压器模型进行瞬态响应分析计算,得到变压器应力最大时刻和应力最大位置,并进行抗冲击载荷分析,有利于舰用变压器抗冲击性能的进一步研究。     

船舶浮筏隔振系统冲击响应的时域计算

舰艇特别是潜艇在战斗条件下的主要威胁来自水中非接触性爆炸,选用抗冲击性能好的设备和对设备采取冲击防护措施可以保证艇上设备的安全性,即这些措施可以限制冲击作用时设备与基座之间的最大相对位移以及设备的最大加速度,使用隔振装置就是一种较好的冲击防护措施.因此在隔振装置的设计阶段必须对其抗冲击性能进行校核,从而保证隔振装置的抗冲击性能.各种有限元分析软件例如MSC.NASTRAN软件可以应用于隔振装置的抗冲击性能校核.应用MSC.NASTRAN软件及其前后处理模块MSC.PATRAN对旅游船上柴油发电机组浮筏隔振装置进行有限元建模和分析,首先对筏体和浮筏隔振系统模型进行理论模态分析和计算,且计算结果和试验结果吻合较好;接着对浮筏隔振系统模型进行瞬态响应分析,从而考核该装置的抗冲击能力.以旅游船浮筏隔振装置为分析对象的目的在于探讨舰艇浮筏隔振装置抗冲击性能校核的时域计算方法,分析计算方法可用于舰艇隔振抗冲装置抗冲击性能的分析计算.     

拱形钢丝绳隔振器冲击特性研究

为提高舰船电子设备的生命力和舰艇的战斗力,设计研制了一种新型隔振抗冲击隔振器--拱形钢丝绳隔振器.文章首先介绍了拱形钢丝绳隔振器的结构形式以及应用背景,并探讨了钢丝绳隔振器的设计方法和力学模型,以及设计过程中对阻尼特性和固有频率的确定原则.通过静动态性能试验和冲击试验研究,拱形钢丝绳隔振器在国内达到先进水平,适合在船舶、航空、航天及车辆等行业推广应用.     

舰艇设计中的生命力要求

生命力是舰艇设计中的一个重要因素．但是，由于缺少相应的标准评估方法、考核指标与定量设计约束要求，舰艇生命力一直未能很好地融入舰艇设计过程中．针对作战舰艇生命力设计优化，提出了一种“自项向下”的树状生命力分解定义结构，并建立了相应的生命力评估的指标体系．同时，给出了任务相关的生命力指标设计定量要求与概率要求．     

舰艇用三向管道支吊架抗冲击性能分析

舰艇内部错综复杂的管道系统是舰艇抗冲击性能的薄弱环节。为提高船舰艇管道系统的抗冲击性能,提出一种三向管道支吊架,并设计一套管道系统,分别采用普通单向支吊架和三向支吊架支撑管道。以弹簧单元模拟支吊架,施加相同的冲击载荷计算比较两种支吊架抗冲击能力。发现:采用三向支吊架支撑的管道,其缓冲位移约是普通单向支吊架的4倍;管道加速度响应峰值与输入峰值相比衰减72%;管道任意时刻最大应力为146 MPa。而采用普通支吊架支撑的管道加速度响应峰值与最大应力均远大于三向支吊架支撑的管道。可见三向管道支吊架可以显著提高舰艇管道系统的抗冲击能力。     

刚度分段线性系统隔振抗冲击优化设计研究

提出了可应用于非线性系统冲击计算的DDAM改进方法,建立了附加弹性限位器的动力系统隔振抗冲击等效线性模型,设计了隔振抗冲击的优化框图,利用有限元法及遗传算法优化设计得到了pareto最优解集,根据该最优解集可选择有利于工程应用的隔振抗冲击优化方案,由参数反演得到系统的优化设计参数。该设计思路可以在保持良好隔振效果的同时,提高舰艇设备的抗冲击性能,对舰艇隔振抗冲设计具有较好的参考价值。     

舰艇发射装置冲击输入设计方法研究

为提高舰艇发射装置抗冲击性能,分别采用静G法、动态设计分析方法和时域模拟法对其进行冲击响应计算。结果表明,静态G法和动态设计分析方法对应的冲击环境较弱,而时域模拟法可以提供更加严酷的冲击环境,对舰艇发射装置进行详细的冲击响应计算时有必要采用时域模拟法。在同一冲击载荷作用下,结构响应特性以横向响应为主,横向抗冲击设计不可忽视。所得结论对舰艇设备进行抗冲击设计有一定参考价值。     

水下和空中爆炸舰员冲击损伤效应分析

在现代海战中,舰艇可能遭受到来自空中、水下爆炸性武器的攻击作用,不仅导致舰艇结构、设备和武器系统的破坏,而且对舰艇上人员造成严重伤亡。从冲击波物理特性、致伤机制、伤情特点、安全限值和防护措施等方面,对舰船冲击伤、水下冲击伤与气体冲击伤进行精炼的描述、对比和分析。研究结果有助于快速准确地对舰员冲击伤情进行诊断和救治,也为舰员抗冲击防护技术研究提供重要参考。     

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。     

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。     

舰船浮筏装置工程实例（续二）

舰船浮筏装置工程实例（续二）沈密群，严济宽（上海交通大学）三、猎扫雷艇上的浮筏装置猎扫雷舰艇是浮筏装置的一个重要应用场合，在这类舰艇上采用浮筏技术的主要目的是：①抗冲击；②隔振降噪。图１所示是发表在《世界舰船））１９８５年６月扫雷舰特集上的，由作者整...     

柴油发电机动力装置的实船冲击测试技术

柴油发电机动力装置是现代船舶最重要的动力设备之一,其抗冲击性能对整个船舶的生命力至关重要。实船冲击试验是研究柴油发电机动力装置抗冲击性能的有效手段,对实船冲击试验中柴油发电机动力装置的冲击测试技术进行探讨,对动力装置的测试参数选取、传感器布置、测试系统搭建、测量数据分析进行研究,总结出柴油发电机动力装置的实船抗冲击测试方法,研究成果可应用于其它船舶动力设备的实船冲击测试。     

新型钢丝绳隔振器力学性能试验与仿真研究

钢丝绳隔振器被广泛运用在舰艇设备隔振抗冲击领域。针对传统钢丝绳隔振器拉伸性能较差的缺点设计了新型可双向压缩钢丝绳隔振器,在保持钢丝绳隔振器原有隔振效果的基础上,进一步提升了隔振器的抗冲击性能。振动和冲击试验得到新型钢丝绳隔振器的固有频率约为10.6 Hz,动刚度约为57 606 N/m,冲击隔离率在82.5%以上。多体动力学软件ADAMS数值模拟与试验结果验证了新型钢丝绳隔振器具有较好的抗冲击性能。新型钢丝绳隔振器的迟滞模型可简化为双线性模型。该研究为提升舰艇设备抗冲击性能提供了一种有效的技术手段。     

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。     

对多次命中时舰艇主动力装置生命力问题的研究

针对舰艇主动力装置生命力，以及多次命中的生命力难以进行定量分析，定义了主动力装置多次命中后所处的各种可能状态，并动用马尔科夫过程的有关理论，指导出了多次命中条件下舰艇处于各种状态的概率。     

水下非接触性爆炸下分层圆孔覆盖层动响应及抗冲击性能研究

在舰船湿表面敷设橡胶材料防护覆盖层是应用广泛且能有效提高水下非接触性爆炸抗冲击性能的方法。以舰艇的水下抗冲击防护为背景,借鉴功能梯度材料的概念,对四种分层圆孔蜂窝覆盖层在水下非接触性爆炸作用下的动响应及抗冲击性能做了研究。先利用不同的超弹性本构模型对材料试验数据进行拟合,在此基础上选择合适的模型,讨论冲击波压力幅值、胞元大小、排布对响应特点和抗冲击性能的影响。研究结果对水下非接触性爆炸下该覆盖层的抗冲击性能和机理认识有一定指导作用,为新型防护覆盖层的选用和进一步优化设计提供参考。