基于DDAM方法的舰艇鱼雷发射装置抗冲击特性研究

舰船设备和系统的抗冲击能力是决定舰船战时生命力强弱的重要因素。使用舰艇三联装鱼雷发射装置模态试验与有限元综合建模技术,在Ansys Workbench中精确建立鱼雷发射装置抗冲击有限元分析模型。基于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),结合国军标GJB1060设计发射装置冲击输入谱,对发射装置进行抗冲击特性仿真计算。仿真结果表明,发射装置整体结构的冲击响应Von Mises应力以横向和垂向为主,纵向次之。横向冲击响应Von Mises应力最大,出现在发射装置转台瓦板处,但在材料的许用应力范围内。发射装置的横向、垂向、纵向抗冲击性能均满足舰船甲板设备抗冲击考核要求。     

基于动态设计分析方法的舰载鱼雷发射装置抗冲击特性研究

舰船设备和系统的抗冲击能力是决定舰船战时生命力强弱的重要因素。该文采用舰艇三联装鱼雷发射装置模态试验与有限元综合建模技术,在Ansys Workbench中建立了发射装置抗冲击有限元分析模型,借鉴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),结合国军标GJB1060设计发射装置冲击输入谱,对其进行抗冲击特性仿真计算,以考核发射装置的抗冲击性能。仿真结果表明,在发射装置转台瓦板处,发射装置横向冲击位移响应及Von Mises应力均为最大,但其最大Von Mises应力均没有超过材料的屈服强度。在材料的许用应力范围内,横向、纵向、垂向抗冲击性能均满足舰船甲板设备抗冲击考核要求。     

动态设计分析方法的舰船甲板设备垂向冲击环境分析

应用动态设计分析方法(DDAM),考核了水面舰艇四联装反舰导弹发射装置垂向抗冲击性能。建立了水面舰艇水下非接触爆炸物理模型,计算不同工况下水面舰艇甲板设备垂向响应及反应谱。应用板理论建立舰船甲板一阶等效动力模型。结合甲板设备反应谱与舰船甲板等效动力模型,采用联邦德国军舰建造规范BV 043/85规定的正负三角波作为加载波形,计算得到不同安装质量甲板设备的冲击反应谱设计谱值。结果表明,DDAM规定的舰船设备冲击环境与1 000 kg TNT当量装药,水下距舰船60~100 m远爆炸产生的冲击环境相当。同时,依据我国舰艇自身的特点,设计了不同工况下,不同安装质量设备的舰船甲板设备垂向设计谱值。得到的设计谱规律正确,数值合理。     

冲击谱在舰载设备抗冲击设计中的应用

介绍了冲击谱的计算原理和方法,设计了一个小型浮动冲击平台水下实爆试验,测量了舰载设备在水下爆炸冲击载荷作用下的冲击响应并计算了冲击谱,测量及分析结果表明:浮动冲击平台试验是舰船设备抗冲击性能考核的有效方法,设备安装频率是设备抗冲击性能的关键,冲击谱可以为舰船设备防护措施的改进提供依据。     

舰船抗冲击试验测点优化布置方法

舰船抗冲击试验是检验舰船结构的抗冲击性能及其冲击环境的最直接有效的手段。运用模态分析理论和矩阵运算,研究了舰船抗冲击试验中的测点选取与布置问题。提出了舰船结构强度以及冲击环境测量中的测点优化布置方案,解决了舰船抗冲击试验中的测点分布问题。其研究成果可直接应用于舰船抗冲击试验和兵器打靶试验,有较强的工程应用价值。     

布拉莫斯导弹将配备四联装发射器

正印度已成功设计并生产出了布拉莫斯导弹使用的四联装插入式倾斜发射器样机。由印度私营防务公司LarsenToubro Defense生产的舰载四联装发射器可装备在能容纳垂直发射模块的舰船上,使布拉莫斯导弹使用更加灵活。任何一型舰船经过微改都可列装该型导弹。LarsenToubro Defense公司已向布拉莫斯航宇公司交付了四连装发射器。     

谱跌效应的参数化研究

在舰船设备的抗冲击性能考核中,由于设备结构惯性力与基础输入之间的相互作用,设备的实际冲击环境常存在谱跌效应,若忽略这一影响将引起冲击考核的较大误差。将多自由度系统冲击响应分析与实验设计统计相结合,对谱跌效应的各个影响因素进行研究,得出了谱跌效应的主要影响因素和变化趋势。通过构造近似模型,得出了谱跌加速度谱和速度谱的多因素经验公式。     

转子系统冲击响应谱分析法研究

传统冲击响应谱分析计算方法如动态设计分析方法(DDAM)无法考虑阻尼效应,也无法求解运转状态下转子系统的冲击响应。提出了一种考虑阻尼效应的转子系统冲击响应谱分析方法,其中的阻尼模型选择了比例粘性阻尼模型,转子的旋转效应通过对系统施加一个幅值等于转子质量偏心惯性力的简谐激励力来模拟。该方法主要基于模态分析和线性叠加原理,通过模态分析、速度谱模态响应计算和最后的模态响应合成,得到了系统的最大位移响应和最大应力响应。用一个工程实例,比较了该方法与实时时域分析法的计算结果,误差在工程允许的范围之内,证明了该方法的有效性。     

应用DDAM进行火箭发射装置抗冲击计算

数值仿真计算作为一种经济手段成为设备抗冲击能力校核的优先选用方法。采用PROE三维建模技术和Ansys响应谱分析技术,在Ansys Workbench中建立火箭发射装置抗,冲击有限元分析模型;使用DDAM方法,并结合国军标GJB1060.1-91,给出设计冲击谱值,进行火箭发射装置抗冲击计算。计算结果表明:火箭发射装置机械结构安全。该结果有助于火箭发射装置改进设计。     

舰用设备新型双波冲击试验系统及其动力学问题

为满足舰用设备抗冲击性能试验考核要求,提出一种气-液耦合直驱式第三代双波冲击试验系统方案和正、负波冲击的实现结构。建立了系统正、负波冲击过程的非线性动力学模型,对系统总体性能进行了仿真分析。结果表明,该系统在重载(被试设备及冲击台计10 t)、高速(5 m/s)的情况下,能够产生满足BV043/85标准要求的冲击谱。     

某捷联陀螺环境应力筛选装置结构优化

为降低某捷联陀螺环境应力筛选装置的随机振动响应,对装置的结构进行优化。首先进行了模型的理论简化并建立了数学模型,运用模态分析理论和有限元软件对装置结构进行了振型和频率的理论分析和仿真计算。结果表明,该装置结构在1000 Hz频率附近存在z方向的振型,与陀螺仪谐振频率接近。根据理论分析的结果中相关参数对频率的影响关系,优化了系统结构,提高了系统在该方向的谐振频率,降低随机振动响应幅值。仿真计算和随机振动响应测试结果表明,改进后的结构谐振频率提高到预期效果,振动响应降低,满足了系统的使用要求。     

基于 ANSYS Workbench 的某通信发射塔模态及地震响应谱分析

以某通信发射塔主体为分析对象,通过 Solidworks 建立三维实体模型,导入有限元分析软件 ANSYS Workbench进行模态仿真分析,得到了通信塔前10阶非零模态频率。进行了模拟地震作用下的位移响应谱分析,得到等效应力和方向位移云图。结果表明：通信塔的动力学特性较为复杂,模态振型具有多样性。在地震激励下,发射塔满足抗震强度要求。相关研究对该通信塔的结构优化提供了可靠的理论依据。     

基于纤维拔出理论的复合材料力学性能的研究

在纤维拔出理论基础上,采用有限元软件建立微元平面分析模型,模拟研究了试样沿纤维方向与沿垂直纤维方向拉伸破坏的过程,探讨了试件在两种工况下的破坏机理。在此基础上,结合以弹性力学为基础推导而成的力学参数公式,得到试件的弹性力学参数,并应用模态分析方法,证明了所得试件弹性力学参数的正确性。在试件沿纤维方向拉伸的工况下,通过改变纤维半径与树脂厚度,继而改变纤维体积分数,探讨了试件破坏应力、弹性模量与泊松比随玻璃纤维体积分数变化规律。     

自由装填式药柱贮存过程中的变形分析

采用基于Total Lagrangian方法的三维粘弹性大变形增量本构关系,结合动态力学分析仪进行改性双基推进剂的性能测试,得到了自由装填式药柱贮存十年过程中的变形情况以及等效应力、应变值及分布。计算结果表明:经过长期贮存后,药柱产生的轴向下沉量约为0.16 mm,药柱外径增大约0.04 mm,内径几乎不变。包覆层与药柱之间的应力约为11.8 kPa,不会造成脱粘。此外,计算得出此类自由装填式药柱长期贮存中达到变形平衡的时间大约为半年,可根据贮存半年后药柱的变形量推算长期贮存后装药的变形情况。     

装配式钢桁桥动力特性的有限元分析与试验

固有频率和振型是反映结构动力特性的重要模态参数,其对于结构优化设计、结构动力学分析及使用状态的评估均具有重要意义。基于有限元软件ANSYS建立了某型装配式钢桁桥的三维空间有限元分析模型,并采用子空间法对其进行了模态分析,得出了相应的模态参数和振型。为验证数值计算结果,基于环境激励的谱分析方法对该桥进行了实装模态测试与分析。比较表明,有限元分析结果和实装测试结果吻合较好,验证了本文计算方法的可信性。在此基础上,结合有限元分析和实装测试结果,对该桥的自振特性进行了分析,为该类桥的动力特性分析提供了参考。     

某型军用桥梁装备通载状态监测系统

针对军用桥梁装备通载状态下易发事故的问题,以某型轮式冲击桥为研究对象,分析桥跨结构与规定荷 载。利用有限元分析方法,计算通载状态下桥跨的位移、应力及变形。根据计算结果,确定以挠度、位移和应力作 为监测参数选择传感器, 采用基于模态保证准则(modal assurance criteria , MAC) 的有效独立法(effective independence,EI)优化传感器布设方案,采用无线数据传输构建监测硬件系统,设计硬件模组箱。基于LabVIEW 平 台开发上位机软件,实现数据采集、数据解析、状态显示与安全预警功能。试验结果表明：该监测系统能够有效反 映通载状态下桥跨的姿态信息,实现事故提前预警。     

轮轴过盈装配随机性对结构抗冲击影响的研究

研究过盈量对轮轴结构抗冲击性能的影响,建立了该结构的可靠度的理论计算模型,此外,对该结构的受冲击时的瞬态响应进行了分析,得到了接触处的最大应力、沿轴向和径向位移、端部沿轴向位移,并应用概率有限元方法研究了过盈量的随机性对其抗干扰性能的影响规律.该研究为车辆中相关结构的过盈装配的可靠性设计提供了方法和理论依据.