舰载设备用隔离器抗冲击性能评价方法分析

为提高舰载设备抵抗水下非接触爆炸冲击的能力,重要设备普遍采用弹性安装方式即设备与船体之间布置隔离器。目前有多种方法用于评价隔离器的抗冲击性能,为评价这些方法的合理性,推导了冲击过程中伪速度与能量的正比关系,提出用伪速度隔冲率来衡量隔离器抗冲击性能。介绍了几类隔离器抗冲击性能评价方法,对设备-隔离器简化模型进行冲击响应计算,通过对比分析伪速度隔冲率与其它几类评价方法在不同频段下的变化规律,得出结论,不论在低频段还是在高频段,缓冲系数均能较好衡量隔离器抗冲击性能,而加速度隔冲率及速度隔冲率仅在低频段能够较好评价隔离器抗冲击性能。     

带限位隔离系统的限位过程分析

为提高舰载设备抵抗水下非接触爆炸冲击的能力,重要设备普遍采用弹性安装方式即设备与船体之间布置隔离器.为限制设备的过大位移,通常在隔振装置中使用限位器.以单自由度单层隔振系统为研究对象,借助于ANSYS软件建立该系统的有限元模型,应用有限元分析方法,分别对有、无限位器的隔振系统,在冲击载荷作用下的时域响应特性进行数值仿真计算.计算得出隔振系统在冲击载荷作用下的时域响应曲线及限位器受载荷情况,进一步分析得出使用限位器可以提高舰艇设备抗冲击性能的结论,可用于提高舰艇设备的可靠性设计.     

永磁推进电机冲击响应简化计算方法研究

永磁推进电机是常规潜艇电力推进系统的核心设备,抗冲击能力是其重要技术指标之一,设计时需要用有限元方法计算其冲击响应。由于永磁推进电机零部件众多且结构和连接关系复杂,进行有限元计算需要耗费大量资源。提出一种简化计算模型,其总体质量、重心位置、弹簧的刚度以及弹簧相对重心的分布与实际模型完全相同,而且省略了内部结构和连接关系,有效地减少了单元和节点数目。简化模型相对实际模型计算误差小于4%,而计算时间缩短近600倍。该方法可以应用于舰艇设备的冲击响应校核。     

液压限位隔离系统的抗冲击性能研究

在舰载隔离系统中安装限位器可有效限制设备的最大相对位移,但传统橡胶限位器易对系统产生严重的二次冲击。首先,建立了液压限位器的数学模型,并通过杜哈梅积分法对隔离系统的冲击响应特性进行了仿真分析;然后,设计了带液压限位器的隔离系统试验装置并进行了冲击测试试验,比较了不同限位器参数对抗冲击效果的影响;最后,对比分析了液压限位与橡胶限位隔离系统的冲击响应特性,与无限位的隔离系统相比,液压限位可减小近60%的最大相对位移响应,存在一个最佳节流孔孔径,可使系统获得最佳隔振效果。研究结果表明：与传统橡胶限位隔离系统相比,在相对位移响应近似相等的条件下,加速度响应可降低44.5%,大幅提高舰载设备的抗冲击性能。     

液压限位隔离系统冲击响应特性研究

为提高舰载设备的抗冲击性能,改善传统限位器产生的二次冲击问题,提出采用液压限位器代替传统橡胶限位器方法.首先建立基于AMESim的液压限位隔离系统计算模型,分析了阻尼孔孔径对隔离系统冲击响应的影响,然后对比分析了液压限位和橡胶隔离系统的冲击响应特性,最后通过冲击试验加以验证.研究结果表明:对于任一额定负载下的液压缓冲器,都存在一个最优阻尼孔孔径,使隔离系统获得最佳隔冲效果;与橡胶限位隔离系统相比,在相对位移响应一致的条件下,不仅加速度响应峰值降低了65％以上,而且保证了加速度隔冲率在45％以上,有效改善了二次冲击带来的危害,大幅提高了舰载设备的抗冲击性能.     

新型双波冲击试验机的机理分析与动态特性研究

为模拟现场水下爆炸冲击环境,对舰载设备进行抗冲击能力考核,以满足最新抗冲击标准的要求,同时提高传统冲击试验机的最大试验载荷,文章提出一种新型的冲击试验设备-双波冲击试验机,它能够产生正负加速度脉冲对设备进行冲击试验.文章对冲击机的能量转化和能量耗散的实现机理进行了详细地介绍与分析,并建立了非线性动力学模型.仿真结果表明,该试验机能够模拟BV043/85规范要求的正负加速度脉冲和冲击响应谱,并为实际建造重型冲击试验机系统提供理论依据和设计参考.     

大型艉轴密封装置冲击试验台架设计

通过对舰艇轴系密封装置——艉轴水密封装置抗冲击性能的数值模拟,针对其响应特征设计冲击试验台架。该试验台架可模拟实船安装条件,并可探讨轴系边界条件对装置冲击试验的影响,能够在停机状态下对密封装置进行冲击试验。通过数值仿真验证了试验台架的强度,为系统深入开展艉轴水密封装置抗冲击性能研究奠定基础。     

基于子模型法的船用收放架抗冲击数值研究

收放架是水面舰船水下拖曳系统的重要组成部分,抗冲击能力是其重要技术指标之一,文中采用子模型法计算其冲击响应。计算了收放架整体模型在垂向冲击下的应力分布并用子模型法计算了滚轮与导轨接触区域的应力分布。研究结果证明,与网格细化的整体模型相比,子模型法可以节省约80%的计算时间且计算精度较高,该方法也可以用于其它设备的抗冲击计算。     

考虑易损件的发动机斜支承减振系统冲击特性研究

以考虑易损件的发动机斜支承减振系统为研究对象,建立了半正弦波脉冲激励下系统非线性动力学方程,利用龙格-库塔法对易损件冲击特性进行数值分析。以易损件加速度响应峰值与脉冲激励幅值之比为易损件在冲击作用下的响应指标,脉冲激励时间、系统频率比作为变量,构建了易损件的三维冲击响应谱。讨论了脉冲激励幅值、系统支承角以及系统质量比等对冲击响应谱的影响规律。研究表明,脉冲激励幅值、系统支撑角、系统频率比等对易损件冲击响应峰值影响显著,增加系统频率比可使易损件加速度响应峰值明显降低,低频率比条件下增大质量比可抑制易损件加速度响应峰值。研究结论可为发动机斜支承减振系统的设计提供理论依据。     

半主动控制浮筏隔振系统抗冲击特性的试验研究

针对水下舰艇内部设备的抗冲击问题,对安装开关可控阻尼器的半主动控制浮筏隔振系统的抗冲击特性进行了试验研究,搭建了半主动控制浮筏隔振系统的试验装置,在试验装置的基础上施加冲击激励,测试可控阻尼器分别处于高、低阻尼状态下的基础和机组的加速度响应,并通过对比分析了可控阻尼器处于不同阻尼状态时,半主动控制浮筏隔振系统抗冲击特性的差异。试验结果表明:半主动控制浮筏隔振系统具有良好的抗冲击特性;可控阻尼器处于低阻尼状态时,机组加速度响应的最大峰值较小;可控阻尼器处于高阻尼状态时,机组加速度响应的衰减较快;通过改变可控阻尼器的阻尼状态,可以进一步优化其抗冲击特性。