加筋球壳结构稳定性及其优化研究

采用非弹性理论修正与有限元计算相结合的方法,进行加筋球壳结构的稳定性分析,得到加筋球壳结构的实际失稳压力;并通过改变球壳厚度、加强筋尺寸、加强筋布置形式等讨论球壳厚度、加强形式对加筋球壳结构稳定性的影响;同时考虑加筋球壳结构其他力学性能要求,进行加筋球壳结构的稳定性优化设计,给出加筋球壳结构合理的设计形式。研究表明,球壳厚度、加强形式对加筋球壳结构的稳定性有较大影响,增加球壳厚度、减小加强筋跨距可有效提高其实际失稳压力,改善其稳定性。     

舰船典型隐身桅杆流体动力数值实验研究

该文以舰船棱柱型结构的隐身桅杆为研究对象,利用计算流体力学软件CFX和ICEM在不同雷诺数和攻角的条件下对模型进行数值实验,将数值实验所得到的各项结果与在哈尔滨工程大学船模拖曳水池中进行的实验数据相比较,结果表明通过数值实验方法可以进行定常力的求解,但是在脉动压力的求解时误差相对较大一些,在此基础之上提出了数值实验的改进方法。通过数值实验的方法研究了在不同雷诺数和不同攻角的条件下定常力、脉动压力、斯特诺哈尔数和脉动压力随攻角的变化趋势,发现攻角的变化不仅对定常力有影响,而且对脉动压力、斯特诺哈尔数和漩涡的发放也有着巨大的影响,并且不同攻角对应的斯特诺哈尔数在Re=6.38×105时候变化比较大,而在Re=9.57×105时变化幅度比较小。     

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。     

厚壁球冠结构焊接变形及残余应力数值实验研究

潜艇球面艏端隔壁结构在工程焊接过程中产生的焊接变形及残余应力是关系到潜艇安全的重要指标．为了保证焊接构件的可靠性，准确推断潜艇球面艏端隔壁构件焊接过程中的力学行为，有必要针对厚壁球冠结构的焊接变形及残余应力进行数值实验分析．该文在大型有限元软件ANSYS的基础上，开发了相应的焊接程序，对焊接过程中结构的应力、变形进行了数值模拟；并将模拟结果与相关的理论值及实验值进行对比分析．对比结果表明，数值实验结果与理论结果基本吻合，可以满足工程要求．在此基础上，对厚壁球冠结构的焊接过程进行三维有限元分析，得到了球冠结构焊接时的变形及残余应力的变化规律，为结构的加工工艺提供了可靠的依据．     

改进FPN在航空保障系统易损性评估中的应用

针对舰船航空保障系统易损性评估特性,提出一种易损性评估模型.考虑到系统设备毁伤的模糊随机特性以及设备之间复杂逻辑关系,在模糊Petri网(FPN)的模糊推理算法基础上,结合分层思想和具有非线性自反馈项的BP算法,建立了可用于复杂舰船系统易损性评估的改进FPN模型,摆脱了系统中大量无法确定参数对经验的依赖.最后根据该模型对航空保障系统易损性进行了评估,并对模型参数选择进行了分析.仿真结果表明,本文模型比传统损伤树方法更全面合理,对于复杂舰船系统易损性评估研究具有参考价值.     

基于板梁组合理论的正交加筋板声振特性分析

基于板梁组合理论,建立了正交加筋板声透射计算模型,并分析了正交加筋板的声振特性.将加强筋视为平板的动反力及动反力矩,引入到平板振动方程,得到了正交加筋板声振方程;利用空间谐波展开法及虚功原理,得到了正交加筋板透射损失和平均振动速度级表达式.在此基础上,首先研究了单向加筋板的隔声性能,理论结果与已有计算结果取得了很好的一致,验证了模型的有效性;并进一步研究了正交加筋的声振特性.研究表明,正交加筋板对垂直入射声波的隔声效果最好;增大加强筋惯性矩可提高其低频段透射损失;增大加强筋间距可提高正交加筋板的低频段振动响应,却降低了其低频透射损失,总体而言,增大加强筋间距可改善结构的整体隔声性能.     

均匀流场中四边形锥柱的压力试验研究

通过水池试验研究了在雷诺数Re为3.19×104~1.15×106,攻角为0°~180°,以15°为间隔,表面倾斜且前后不对称的四边形锥柱状结构在均匀流场中所受的压力载荷。分析了模型所受的周向压力和斯特劳哈尔数Sr随Re和攻角的变化趋势。结果表明:与圆柱绕流相比,倾斜壁面和攻角使压力在背压区和边界层分离点发生变化,同时,Sr也由0.2降到0.13。     

水下爆炸冲击载荷作用下潜艇冲击环境仿真研究

以某潜艇的基本结构图为基础,建立三维有限元模型,对潜艇结构的冲击环境进行数值实验研究.潜艇的冲击环境是考核潜艇生命力问题的关键.文中利用大型结构分析软件ANSYS/LS-DYNA计算了艇体在不同的炸药当量、不同的起爆位置时的冲击环境,分析了潜艇艇体结构在不同的工况下的冲击响应.通过对潜艇在遭受典型武器攻击后的冲击环境和冲击因子的研究,给出了加速度峰值在潜艇不同部位的分布规律.数据分析表明:潜艇结构的冲击响应峰值在潜艇的不同部位有着不同的趋势,非耐压壳体和耐压壳体之间的各类液舱起到了相当于防爆水舱的作用,使潜艇的冲击环境得到了改善.这对潜艇的抗爆抗冲击性能研究具有一定的参考价值.     

双层圆柱壳振动传递及近场声辐射特性研究

水下加筋圆柱壳体振动和声辐射是近年来研究的一个热点问题。文章从实验和数值计算两个方面,对水下加筋双层圆柱壳的振动传递及声辐射进行了研究。实验模型表面敷设了隔声去耦材料,分为四种工况:双壳全敷设、内全敷设、外全敷设、外部分敷设,对单频激振时内外壳体间的振动传递以及各工况下的近场声压进行了分析。结果表明,托板在内外壳的振动传递中起着较大的作用,内外壳全部敷设隔声去耦材料对抑制振动和声辐射最有效。为了减小托板对振动及声辐射的影响,提出了复合托板结构,即在托板上添加方钢结构,并对含复合托板的圆柱壳声学特性进行了数值研究,表明方钢在中高频段能有效降低壳体的振动及声辐射。