舰艇气瓶基座结构抗冲击性能评估方法

[目的]基座结构作为连接潜艇设备与舰体结构的重要构件,其抗冲击性能对于舰艇生命力具有重要影响。使用等效静力载荷进行基座—设备抗冲击考核流程简便、计算效率较高,但其仅在低阶响应为主要破坏模式时精度较高。[方法]为此,以空气瓶—基座结构为分析对象,研究基座结构低阶模态质量占比不同时,等效静载荷考核与DDAM设计谱考核方式之间结构应力的相对误差,对比2种考核方式的应力分布关系,明确静G法抗冲击考核计算的具体适用范围。以潜艇结构实际冲击环境为输入载荷,对比分析动力学设计分析方法(DDAM)设计谱抗冲击考核计算结果与时间历程法考核结果的相对误差。[结果]结果显示,当舰艇设备结构的单阶模态质量占比较大时,使用静G法相较于DDAM谱分析方法具有较高的精度。对于安装于潜艇甲板部位的设备,GJB 1060抗冲击标准中规定的冲击载荷可基本等效为冲击因子0.7工况下且爆源均与基座结构在潜艇同一横截面上时的结构冲击环境。[结论]研究结果可为舰载设备抗冲击考核方法的选择提供一定的参考价值。

舰艇簧片式电气开关抗冲击性能分析

[目的]簧片式触点开关作为连接电路的重要元器件,在舰艇电气系统中得到广泛应用。由于该开关对水下非接触爆炸冲击十分敏感,一旦发生损坏,可能导致电气系统失效。为研究簧片式开关的抗冲击性能,确定开关的临界工作条件,[方法]采用有限元方法模拟冲击过程,通过对开关模型施加不同频段的三角波冲击载荷,找到对应频段的临界加速度幅值,以此分析不同频段的响应特性。[结果]结果显示,激励力的冲击谱在某固定点的值一旦超过允许值,开关触头就会出现分离。[结论]因此增加预紧力可改善开关抗冲击性能,为舰船电气设备开关的损伤模式研究及其防护提供依据。

海洋平台防爆门结构设计及其抗爆性能

为了提高海洋平台油气舱室的安全性,最大程度地减小舱室发生爆炸后的损失,本文采用等效炸药TNT方法计算舱室可燃物相当的炸药质量,运用动态显式方法计算了炸药?空气场?防爆门的一体化耦合模型,得到其动态响应。结果表明:增大防爆门的迎爆面面板厚度、增加内部骨架梁数量能够显著提高防爆门的抗爆性能;对于拱形防爆门,随着拱高的不断增加,防爆门的位移响应呈现先增大再减小的趋势,只有当拱高大于一定值时,拱形防爆门的抗爆性能才会优于平板式防爆门。

基于舱段数据的整船冲击环境组合预报方法

随着舰载设备抗冲击研究的不断发展,能否准确预报水下圆柱壳的整体冲击环境对于设备的布置与安装具有重大意义。对圆柱壳进行水下爆炸试验是一种具有较高可信度的研究手段,但成本巨大,相对而言,舱段试验较为容易方便。对比舱段与整体水下圆柱壳的冲击环境差异,发现水下圆柱壳与舱段的冲击环境差异主要集中于低频段,水下圆柱壳的低频响应以低阶振动模态为主,而舱段的低频响应以刚体运动为主。根据上述差异,结合经验模态分解法、船体梁理论,提出以舱段冲击环境数据来预报整个圆柱壳冲击环境的组合方法,得到较高的拟合精度。