冲击波作用下舰船刚体运动响应

在非接触水下爆炸冲击波载荷作用下,较小的船体或者刚度较大的船体会产生很大的刚体运动响应。以Taylor平板公式为基础,考虑横剖面运动的附加质量,建立二维横剖面在非接触水下爆炸冲击波作用下的运动方程。在此基础上,计算某艇在水下爆炸冲击波作用下的刚体响应,与实验结果比较一致,表明该方法可用于预报水下爆炸冲击波作用下船体的刚体响应。     

船用钢/复合材料组合系统的内损耗组成分析

利用阻尼性能优越的复合材料进行潜艇减振降噪设计已比较普遍,钢/复合材料板壳组合系统结构作为典型的施工单元件形式,其阻尼性能密切关系到结构在共振区的响应。从黏弹性阻尼理论出发,描述了阻尼耗散机理,基于统计能量的角度对系统内损耗因子组成进行了论述,指出多种材料组合下系统的结构损耗与材料组成、振型相关,声辐射损耗受流体介质、壳板性质等影响较大。进一步完成了钢板、玻纤增强树脂壳板在4种工况下的内损耗因子测试,结合数值计算,总结了试验模型的损耗因子组成规律,并预报了其边界损耗因子。结果表明:相同结构型式及边界条件下,空气中的声辐射损耗仅为水中的1/40左右;在非刚性连接形式下,边界损耗对系统的内损耗因子贡献较大,对于钢板模型,该连接形式与自由边界相比所表征出的总体阻尼性能相差几十倍。     

基于弹塑性本构的单股钢丝绳受力分析

针对单股钢丝绳在受到冲击载荷作用下的失效问题,采用有限元法开展了其结构弹塑性分析。利用钢丝绳单丝试验数据,拟合得到了相应的弹塑性本构模型参数,根据钢丝绳钢丝几何空间构型,建立了钢丝绳的三维有限元模型。在静载荷和冲击载荷下分别对钢丝绳内部钢丝的受力进行了计算,得到了在各层钢丝的Von Mises应力和等效塑性应变分布。结果表明,各层钢丝内侧接触部位的Von Mises应力和等效塑性应变均相对较大,是引发钢丝绳结构失效的关键部位。     

基于ANSYS软件模拟冲击接触问题的讨论

在分析接触算法原理及优劣的基础上,研究如何在ANSYS软件平台上实现冲击-接触计算,主要包括接触算法选择、接触刚度的确定,如何实现收敛性和准确性之间的一个最佳平衡。通过上述过程,总结出ANSYS软件处理此类问题的一般方法,并通过某船推力轴承的冲击计算算例进行验证。算例表明采用此方法接触计算较成功,收敛性好,渗透量小,计算结果的整体趋势符合工程经验,说明方法的可行性及有效性。     

水下和空中爆炸舰员冲击损伤效应分析

在现代海战中,舰艇可能遭受到来自空中、水下爆炸性武器的攻击作用,不仅导致舰艇结构、设备和武器系统的破坏,而且对舰艇上人员造成严重伤亡。从冲击波物理特性、致伤机制、伤情特点、安全限值和防护措施等方面,对舰船冲击伤、水下冲击伤与气体冲击伤进行精炼的描述、对比和分析。研究结果有助于快速准确地对舰员冲击伤情进行诊断和救治,也为舰员抗冲击防护技术研究提供重要参考。     

基于测试性增长的指标动态评估方法

针对现有测试性指标评估方法未能考虑装备研制阶段不同层次结构测试性水平动态增长的特性,导致测试性评估置信度不高的问题,提出一种测试性增长条件下基于层次Bayes网络模型的测试性指标动态评估方法。根据装备结构特征建立测试性指标动态评估的层次Bayes网络模型,并以测试性指标作为网络传递参数;考虑延缓纠正的测试性增长试验策略,给定测试性阶段序化增长约束条件,针对不同层次节点各阶段增长试验数据,采用单边Fisher精确检验法对测试性增长趋势进行检验,并基于检验结果确定增长阶段数;提出利用最大熵模型和改进Gompertz模型的先验参数估计方法,结合Bayes定理以及研制阶段各层次节点先验信息确定节点先验分布;进一步基于层次Bayes网络融合推理算法确定顶层节点测试性指标的后验分布,实现对装备测试性指标的动态评估,并通过案例进行验证。结果表明,该方法相较于直接运用Beta分布,具备更为准确合理的指标评估结论。     

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。     

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。     

弹群在复杂作战空间下的自适应分布式协同制导策略

为提高舰炮制导弹药的突防能力与毁伤效果,提出一种自适应分布式协同制导策略,多发弹药能够在复杂作战空间环境下自组织协同作战。为克服外界干扰与弹药自旋导致的测量视线角速率受限,设计观测性能迅速准确的扩张状态观测器。针对不确定的通信时滞,基于协同一致性理论与积分滑模设计视线方向分布式控制器,旨在有限时间内趋同攻击时刻。为在有限时间内零化视线角跟踪误差和视线角速率,结合剩余飞行时间构造视线法向和侧向的非奇异终端滑模自适应控制器。通过Lyapunov理论与构建Lyapunov-Krasovskii泛函,论证系统一致最终有界。实验结果显示：相较于已有研究,新策略能够提升弹群在复杂作战空间下对机动目标的协同制导性能。