基于ABAQUS软件的舰船二维水下爆炸空化效应研究

水下爆炸作用下结构冲击响应的模拟与仿真是一个多学科交互的复杂领域,诸如炸药水下爆轰过程、冲击波传播、气泡特性和脉动载荷、空化效应、自由面效应和流固耦合等。利用ABAQUS软件对舰船中横截面进行了二维水下爆炸空化效应研究,模拟了空化对结构的二次加载过程。     

一种基于改进的动态能量管理的无线传感器节点节能技术研究

针对无线传感器节点的结构特点,以动态能量管理技术为出发点,结合实际应用场合,提出了一种改进的动态能量管理节能模式,建立了不同工作模式下的无线传感器节点能耗模型,并对不同工作模式下的能耗进行了量化分析。分析结果表明,改进后的动态能量管理技术能够有效地降低无线传感器的能量损耗。分析结果为下一步无线传感器节点的节能改进设计打下了良好的基础。     

水中聚能战斗部毁伤双层圆柱壳的数值模拟与试验研究

为研究聚能战斗部的水下作用特性,基于光滑粒子流体动力学-有限元方法耦合算法,模拟了聚能战斗部对双层圆柱壳结构的毁伤过程。分析金属射流的形成和射流速度衰减规律,研究高速金属射流、强冲击波与气泡载荷联合作用下对双层圆柱壳结构的毁伤模式和毁伤特性,并进行了海上模型试验验证。数值模拟与试验结果吻合良好。研究表明：水中聚能战斗部对双层圆柱壳结构的破坏载荷主要有金属射流、冲击波载荷及气泡载荷3种,金属射流穿透力强,造成结构的局部小尺寸破口;冲击波载荷及气泡载荷作用面积大,引起结构的大面积破口及塑性凹陷。     

双星编队构形保持抗干扰容错控制

为解决系统模型误差、外部干扰以及执行器故障引起的双星编队轨道控制精度低、稳定性差问题,设计一种基于观测器的抗干扰容错线性二次型调节器(LQR)控制策略。首先,根据编队双星相对运动动力学模型,设计基于双比例积分自适应律的增广观测器,同时实现对系统状态、间歇故障与快速时变故障、可建模干扰的快速精确估计,并采用H∞优化技术抑制不可建模干扰对控制系统的影响。其次,采用Lyapunov稳定性理论,保证动态误差系统渐近稳定。然后,在控制器中引入未知动态估计信息的前馈补偿项,设计闭环反馈抗干扰容错LQR控制律。最后实验结果表明,相比文献中控制方法,本文所提方法的编队卫星相对位置控制精度提高49.93%,验证了所设计的抗干扰容错LQR控制律的优越性,能够为双星编队构形保持提供精确控制策略。     

考虑空化效应的舰艇水下爆炸仿真研究

为了分析空化效应对舰艇水下爆炸冲击响应的影响。对一维Bleich—Sandler模型进行了数值仿真计算,验证了计算方法的正确性,分析了空化闭合二次加载产生的速度截断现象,并应用于二维中截面舰艇模型水下爆炸数值仿真。结果表明空化在冲击波到达结构表面后就会发生,空化闭合会产生显著的二次冲击加载作用。这在舰艇水下爆炸仿真计算中必须加以考虑。     

高速摄像防护结构抗水中爆炸冲击仿真研究

高速摄像机拍摄水中爆炸图像时,用于安装摄像机的防护结构在水中爆炸冲击波作用下可能产生塑性变形和较大位移,影响到高速摄像系统使用安全和图像拍摄效果;作者设计了高速摄像机水中抗冲击防护结构,为验证防护结构强度设计的合理性和水下爆炸作用下的稳定性,利用ABAQUS软件对防护结构抗水下爆炸冲击性能进行数值仿真计算,用冲击因子设置4个仿真计算工况;计算结果显示：防护结构在60 kgTNT当量装药、0．5的爆炸冲击因子作用下未产生塑性变形,产生的位移小于5 cm,防护结构强度和稳定性满足该条件下摄像机安全防护和水中爆炸图像拍摄使用要求。     

基于ABAQUS的近距水下爆炸对舰艇的冲击响应研究

舰艇非接触水下爆炸冲击响应是一个重要而复杂的问题,对舰艇结构和设备抗爆抗冲击的研究有着重要的意义.运用有限元程序ABAQUS对舰艇在近距离非接触水下爆炸作用下的冲击响应进行了数值仿真,详细给出舰艇冲击响应的结果,由此获得舰艇结构的应力响应、加速度响应和速度响应的规律,为实船抗冲击试验奠定了理论基础.数值仿真所得舰艇响应规律与实际计算分析情况基本相符,为舰艇抗爆结构设计提供参考.     

某型舰船缩比模型对水下爆炸动态响应的试验研究

对某型舰船缩比模型遭受水下爆炸载荷时的动态响应进行了试验研究。模型参照某型水面舰船按照一定比例而设计,用于考核某型舰船结构的冲击响应。试验工况为六个远场非接触爆炸工况,冲击因子从0.1到0.35,利用分别装在甲板处、底部平台和龙骨上的加速度计、应变来测量模型的冲击响应。试验结果表明,模型上各测点加速度响应随着冲击因子的增大而增大,船模离爆源最近处的响应最强,爆源中心布放时响应由中心处往边缘处减弱。研究结果对今后的实船或模型爆炸试验具有一定的借鉴作用。     

基于声固耦合法的环肋壳水下冲击数值仿真试验

环肋壳是潜艇耐压壳的常见结构形式之一,水下冲击响应分析对潜艇抗水下爆炸设计具有重要意义。利用声固耦合法对由环肋圆筒和2个半球组成的小型潜艇耐压壳简化模型进行水下冲击数值仿真试验,分析环肋壳在水下爆炸载荷作用下的瞬态动力响应。结果表明：该方法在流固耦合面上会形成局部空化,中截面上迎爆面的塑性应变小于背爆源,可为潜艇耐压壳的优化设计提供参考。     

步行式挖掘机越障能力分析

针对步行式挖掘机在越障过程中的稳定性和作业装置可提供支承性问题,建立了作业装置的多自由度运动方程和整机越障时的稳定性分析力学模型,提出了一种关于步行式挖掘机越障能力分析的优化模型,利用逐步二次规划法对挖掘机的越障高度和作业装置的支承点位置参数进行了优化,计算结果表明,该优化方法具有较强的实用性和可靠性,可为确定步行式挖掘机的越障性能参数提供理论依据.