结构参数变化对双层圆柱壳冲击响应的影响

为了研究潜艇结构在水下爆炸作用下的响应特点和潜艇结构参数变化对其冲击响应的影响,该文在大型有限元计算软件ANSYS/LS-DYNA环境中仿照潜艇结构设计了一个双层圆柱壳体,并对其在相同冲击因子、不同结构参数下的冲击环境进行仿真.以冲击加速度为主要数据,分析了改变内壳板厚、外壳板厚、肋骨尺寸、肋骨间距等结构参数对冲击响应的影响.通过引入各种无量纲化结构参数,得到了双层圆柱壳结构有利于抗冲击的结构参数取值范围,对潜艇抗冲击设计有参考价值.     

弹体出水引起的非稳态流场数值计算方法

针对双渐近法不能用于分析有初始航速结构或大幅运动结构的流固耦合问题的局限性,在二阶双渐近法的基础上,将运动非线性引入双渐近法,采用改进的双渐近法研究弹体出水砰击引起的非稳态流场,给出了不同阶段的流场动态特性以及各个特征时间点流场动压力的空间分布情况.探讨了弹体出水时双峰值的产生机理、弹体局部结构可能会发生的拍振现象以及空泡区随弹体出水时的变化特征.研究表明弹体出水经历非稳态、稳态、非稳态、稳态4个阶段.     

舰船管路冲击响应的离散时间传递矩阵法

为求解舰船管路在冲击载荷作用下的响应,应用离散时间精细传递矩阵法,编制计算程序,对管路冲击响应进行模拟,形成了一套管路冲击响应计算方法.设计管路冲击试验,对方法进行验证,结果表明,基于离散时间精细传递矩阵法的管路冲击响应计算方法精度较高;同时,建立弯头管路和三通管路有限元模型,与离散时间传递矩阵方法计算结果进行对比,提出的方法既保证了较高的计算精度,同时计算时间大为降低,效率明显提高,可以为管路冲击响应预报和抗冲击设计校核计算提供指导和参考.     

水面舰船的冲击环境与相关参数分析

对水面舰船的冲击环境研究是考核舰船生命力问题的重要组成部分.结合大型有限元动力分析软件ANSYS/LS-DYNA对某3种不同的排水量、不同类型的水面舰船进行了数值实验研究,分析了不同水下非接触爆炸时,水面舰船船底结构冲击加速度峰值随排水量等参数变化的趋势,为水面舰船生命力评估提供了一种便捷的输入冲击环境.通过数据分析表明:水面舰船底部冲击加速度峰值与排水量、水线面有效承载面积.药包重量、爆心距船体外表面最短距离等参数有关.在对水面舰船冲击环境进行数值分析时,可以参照水面舰船的相关参数合理给出加速度的变化趋势,为舰船抗爆抗冲击分析提供一定的基础.     

综合集成桅杆模拟风载强度实验研究

综合集成桅杆是一种新型的封闭式筒形桅杆,风载是其受到的主要载荷.根据综合集成桅杆在风中的受力特点,提出新型的机械力模拟风载和流体力模拟风载加载技术,开展了桅杆强度实验研究.实验测量了桅杆的应力响应和位移响应,实验结果与数值计算结果吻合较好.分析表明:在设计载荷内,桅杆复合材料结构和钢质结构的响应均呈现出线性特征,验证了结构设计的合理性;桅杆结构的大开口区域对强度有较大的影响.论文所采用的强度实验方法具有较高的精度,为封闭式筒形桅杆风洞强度实验提供了较为理想的替代方法.     

水下爆炸气泡脉动压力下舰船动态响应分析

将船体梁视为两端自由的Ｔｉｍｏｓｉｈｅｎｋｏ梁,在借用二维切片法和水弹性方法的基础上,计算船体梁在水下爆炸于次脉动压力下的响应特性。同时,还建立了在考虑水面效应和气泡运动时舰船受到二次脉动压力的计算模型。最后,以实船计算为例,进一步分析了二次脉动压力下舰船振荡响应的特性。     

流场网格划分对水下爆炸结构响应的影响

以相同的小型船体模型作为研究对象，建立不同的流场，划分不同的网格，并利用美国ANSYS／LS-DYNA大型有限元计算软件，以三维有限元模型为基础，利用三维有限元方法，分别计算它们的响应，通过各个计算结果的对比，得出流场范围，以及网格划分不同对计算结果的影响，从而找到一种节省时间的可行的计算方法。通过计算表明，在进行船体结构冲击载荷下的强度分析时，采用适当的局部流场是非常简单、精确的在计算全船加速度响应时，采用局部流场计算时必须进行修正，文中给出了简便的修正方法。     

基于ABAQUS平台对球冠结构焊接变形的数值试验

球冠结构在焊接过程中产生的焊接变形是关系到结构安全性能的重要指标.为了保证球冠焊接构件的可靠性,准确推断球冠结构焊接变形,有必要针对球冠结构的焊接变形进行数值试验分析.基于大型有限元软件ABAQUS开发相应的焊接程序,对焊接过程中温度场、结构变形进行了数值模拟,并将模拟结果与相关理论值及试验值进行对比分析.结果表明,数值试验结果与理论结果基本吻合,满足工程要求.在此基础上,对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变形随球冠壁厚、焊接坡口形式及焊接顺序的变化规律,为控制结构的焊接变形提供了依据.     

大弯扭叶片热模压成形有限元模拟及其预制坯的优化设计

采用有限元方法进行了大弯扭叶片热模压成形工艺的数值模拟，并利用模拟结果实现了成形叶片的反向展开，完成了叶片热模压成形的平板预制坯的优化设计，研究并将该方法所得到的展开平板坯与几何展开法和机械压平法的结果进行了对比，研究发现，传统展开方法得到的结果与有限元模拟法得到的结果相差很大，有限元方法考虑了实际成形中温度场的变化、工件定位方式，塑性变形过程，可以得到定位准确、周边余量很小有限元方法考虑了实际成形中温度场的变化、工件定位方式、塑性变形过程，可以得到定位准确、周边余量很小且分布均匀、压形后贴模情况优良的平板预制坯，与目前常见的几何展开法和机械压平法相比取得了显著进步，实验结果表明，采用有限元法设计的预制坯可直接用于生产，无需反复调试，节约了材料，提高了生产效率。     

设备对船体结构的激励力及其应用研究

针对以不平衡力为主的设备台架试验激励力向实船的转换方法进行研究,推导给出了设备对船体结构的激励力公式,并提出了设备与船体耦合振动分析的简化方法。将设备-隔振器-安装基础视为多自由度振动系统,基于振动理论,建立了设备与安装基础耦合振动的分析模型,得到了设备向安装基础传递的激励力计算公式;在此基础上,给出了设备向船体结构传递激励力的计算公式,提出了设备与船体结构耦合振动分析的简化方法,并验证了方法的正确性。研究表明：设备对船体结构的激励力不仅与设备激励力密切相关,还与设备质量、隔振器刚度及阻尼、船体结构刚度等密切相关;所提的设备与船体结构耦合振动简化方法具有较高精度,可满足工程要求。