水下爆炸作用下高速摄像机抗冲隔振系统设计与动态特性分析EI北大核心CSCD

以计算多体动力学理论为指导,以水下爆炸试验时高速摄像机光测手段的应用为背景,设计了高速摄像机的抗冲隔振系统,建立了高速摄像机抗冲隔振系统的多体动力学模型;建模过程引入缩比模型试验数据,提高了模型的可靠性。基于该模型,分析了水下爆炸冲击因子为0.4时抗冲隔振系统的动态特性,结果表明抗冲隔振系统具有良好的缓冲效果,满足高速摄像机的抗冲击指标,通过试验验证了抗冲隔振系统设计的正确性。其中抗冲隔振系统的设计、建模、校核及分析方法不失一般性,可应用于其它电子设备。     

基于RBF神经网络的船舶冲击谱速度数据挖掘与预报

船舶水下非接触爆炸载荷作用下的冲击环境计算分析是船舶设备抗冲击的一项关键工作,而如何快速有效的对船舶冲击环境进行准确预报是人们关心的问题。建立了10余艘尺寸分布合理、形式多样的船舶有限元计算模型,每艘船舶沿船长在不同甲板层上选取了分布均匀的400组样本测点,载入水下非接触爆炸载荷进行计算,形成120多万条船舶冲击环境数据,以此建立了大规模船舶冲击环境数据库,并以径向基神经网络为框架搭建了船舶冲击环境预报模型,分别将船舶的主尺度参数、船舶水下爆炸数值仿真的工况设置参数以及考察点的位置坐标作为神经网络的输入参数,以船舶考察点的谱速度作为唯一输出对搭建的RBF网络进行训练,并通过聚类算法对网络参数进行优化处理,模型训练完成后对未知船舶在给定工况下的冲击环境进行了预报及分析。预报结果表明,经过优化算法优化后径向基神经网络预报模型不仅具有较高的预报精度,且具有较好的泛化和鲁棒性能。该方法可为设计阶段船舶冲击环境的快速预报提供一种新型方法。     

陷落腔跨度对剪切层自持振荡特性的影响

针对均匀流场中不同跨度的三维陷落腔因流分离而产生的剪切层自持振荡问题,开展了系列实验研究.在来流为0°攻角,Re=2.06×10-5～1.16×10-6时分析了腔体跨度变化对三维陷落腔剪切层自持振荡特性的影响.实验中测量了三维腔体剪切层处腔体侧壁的周向流体压力,分析了腔口剪切层处流体压力的分布规律及其自持振荡特性.实验结果表明:均匀流作用下,腔体跨度的增大使剪切层处稳态压力系数CP增大,使剪切层随边处C′P增大,但腔体跨度的增加会使剪切层自持振荡频率明显降低.     

舰船在大药量武器空爆下毁伤特性数值试验研究

运用有限元仿真方法,探讨了在大装药量武器空中爆炸作用下舰船结构毁伤特性,推导并验证了舰船安全半径。仿真结果表明:在大装药量武器空爆冲击载荷作用下,由于超压作用,舰船水线面以上结构出现大面积塑性变形破坏,并且,响应对爆距变化敏感,而水线面以下结构加速度、应力响应相对较小,且对爆距变化不敏感。在此基础上,总结并验证了大装药量武器空爆作用下的舰船安全半径公式,从而可对舰船状态进行快速评估。研究结果对舰船结构抗毁伤设计具有参考意义。     

一种舰船低频冲击环境的新型测试原理与方法

舰船冲击环境是舰船设备抗冲击评估的基础输入数据,其最可靠的来源是实船抗冲击试验,其中低频冲击环境的测试工程上常采用低频振子、簧片仪等专用仪器,这些传感器存在过于笨重、仪器安装相对困难的问题,直接采用加速度计测试结果由于"零飘"导致误差大,其结果不可靠.为此,通过对低频冲击环境形成机理的分析,指出大型舰船低频冲击环境主要...     

拖曳式声纳收放架抗冲击能力时域分析

收放架用于收、放及拖曳声纳,是保障声纳等重要设备进行正常探测能力的重要装置,其抗冲击性能目前研究得较少。为研究拖拽式声纳收放架的抗冲击能力,采用时域模拟法分别对不同工作状态下收放架进行冲击校核,分析结果表明:收放架能够满足不同工作状态下抗冲击要求,但是在收回声纳过程中,收放架受到垂向冲击时底座定位孔处局部应力峰值已接近材料的许用应力,需进行强化处理。同时研究推进系统及头架系统的齿轮箱、电机机构加速度响应规律,结果表明:悬挂式安装的设备在冲击过后会出现振荡现象,造成加速度响应峰值甚至会超过冲击过程中响应峰值。     

基于扭摆的中低频响应谱修正方法研究

冲击响应谱广泛应用于舰艇及其舰载设备抗冲击的设计工作中。由于趋势项误差的存在使得冲击谱中低频区出现失真现象,为此通过理论分析解释了趋势项误差对冲击谱中低频区域测量失真的作用机理,得到了零飘现象中放大倍率与系统频率和系统响应间的关系。从原理上分析阐述数学修正方法的优劣,结合现有修正仪器提出扭摆模型修正方法,建立该扭摆模型振动方程并应用Ritz-Galerkin方法推导近似周期解与主共振频率方程。进行了扭摆与传统弹簧振子在相同冲击环境下冲击响应试验,结果表明,在低频扭摆冲击响应摆角小于20.06°范围内,扭摆与弹簧振子具有良好的线性关系。对比数学修正方法、传统弹簧振子修正方法以及扭摆修正方法发现,扭摆修正方法对冲击谱中低频段的修正结果可信度较高。     

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。     

水面舰艇非典型安装设备冲击环境特征

非典型安装设备在水下爆炸冲击作用下冲击环境特征,与一般垂直、悬挂、侧挂设备不同,利用有限元软件结合子模型方法,研究了水下爆炸载荷作用下非典型安装设备冲击环境特性.以相控阵雷达阵面作为研究对象,分析设备安装形式对非典型安装形式设备的冲击输入及冲击响应的影响,提出了阵面结构及内部元器件抗冲击设计载荷建议,旨在为水面舰艇非典型安装设备抗冲击设计及评估提供参考.     

舰用燃气轮机支架缩比模型试验方法研究EI北大核心CSCD

关键部件冲击试验是舰用燃气轮机抗冲击设计的必要考核手段。针对某燃气轮机支架系统抗冲击试验问题,首先,采用相似理论与等效冲击相结合的方法,选取与支架系统动力特性相关的物理量并推出相似关系。其次,确定支架冲击试验材料并通过试验得到力学特性,分析其受到的载荷、固有频率及模态振型。最后,提出一种燃机支架系统的缩比试验模型及试验方法,并通过有限元模型进行模态分析和冲击仿真计算,验证了支架缩比试验模型与原模型的等效性。结果表明:缩比试验模型一阶、二阶固有频率与原模型的相对误差均在10%以内;相对位移响应误差为13.69%,绝对加速度响应误差为3.18%,相对误差均在20%内,满足工程要求。验证了支架系统缩比模型及试验方法的有效性,为燃机支架系统抗冲击试验提供技术支撑。