战术导弹折叠翼结构动态响应分析

本文对战术导弹折叠翼的运动与载荷进行了分析，提出了折叠翼结构动力学分析的方法，所编的相应软件对导弹实例进行了计算，并由实验得到了验证．

多维爆破地震动作用下框架结构动态响应有限元时程分析

爆破震动的幅值、频率与持续时间是影响结构爆破震动响应与破坏的重要参数,爆破安全规程规定地面建筑物的爆破震动判据采用质点峰值震动速度和主震频率,但没有指明是三向速度的合速度还是单向速度,给爆破震动判据应用带来不便。采用有限元时程分析讨论了不同爆破震动频率速度荷载作用下结构的动态响应,指出在较高频率的爆破震动荷载作用下,框架结构对竖直向地震波响应较大,易在竖直向地震波作用下产生破坏,并可以将三维爆破震动中最大震动速度幅值作为爆破震动安全标准值;在较低频率的爆破地震荷载作用下,震动的水平荷载引起结构的破坏是主要的,应考虑水平最大荷载的爆破震动安全标准值。即结构抗震的安全标准在高频时以垂直荷载速度峰值为准;在低频时以水平荷载速度峰值为准。

船——冰碰撞载荷下球鼻艏结构动态响应研究

文章利用非线性有限元法对船—冰碰撞进行了数值仿真,分别研究了船舶球鼻艏与同质量不同形状、同形状不同质量冰体发生碰撞以及不同碰撞速度下的动态结构响应特性,揭示了不同工况下船舶的损伤变形、碰撞力和能量吸收的规律,得到了冰体形状、冰体质量、碰撞速度等因素对船—冰碰撞的影响机理,为提高船舶抗冰载荷设计提供参考。

结构动态响应的求解方法分析

在结构的动态响应分析中,由于离散结构的自由度很多,各种矩阵的阶数一般都非常高,使得求解需要花费很长时间。为了尽量缩短计算时间,提高计算精度,选择合适的算法显得尤为重要。介绍了直接积分法、模态叠加法、缩聚法和基于简谐激励求解结构动响应的基本原理和特点,并通过分析比较一悬臂梁的动态响应计算结果,总结出这几种方法求解结构动响应的优缺点,从而为求解结构动响应提供参考。

远场水下爆炸结构动态响应的数值模拟方法研究

远场水下爆炸载荷作用下结构动态响应的数值模拟方法的研究一直是国内外专家关注的热点。针对远场爆炸中冲击波传播的消散过程,将爆炸冲击波载荷直接加载于结构附近的水域面,基于DAA和Taylor板理论,提出简化的改进数值计算方法。采用有限元软件模拟水下爆炸的冲击波传播,通过与经验公式对比,表明只有当水域网格较小时,才能比较真实的模拟冲击波传播过程。最后通过文献中的实验验证了改进方法的准确性,该方法可有效的分析远场水下爆炸下结构的非线性动力高频响应。

近场水下爆炸载荷及舰船结构动态响应研究综述

以往水下爆炸研究主要集中在中远场,国内外专家学者在中远场水下爆炸方面做了大量研究。近年来,随着精确制导武器的快速发展,舰船遭受近场水下爆炸的几率大大提升。然而,近场水下爆炸过程涉及强间断、结构撕裂等强非线性问题,诸多机理尚不明确,如冲击波在多层介质中的传播规律、气泡的非球状脉动以及边界诱导射流等。近场水下爆炸实验具有成本高、可重复性差以及危险性高等缺陷,理论解析局限于简单结构及单一边界条件。随着数值技术的发展,越来越多的学者将数值方法结合实验、理论来研究近场水下爆炸。本文在现有文献的基础上,总结近场水下爆炸在实验、理论及数值模拟方面的典型成果,指出目前仍存在的具体问题,并对未来近场水下爆炸发展方向进行展望。

空中爆炸载荷作用下舰船结构动态响应研究

本文在空中冲击波和空中接触爆炸理论研究基础上,以某大型船舶典型舱段为研究对象,利用瞬态有限元分析软件MSC.Dytran详细研究了空中接触爆炸以及舱室内部爆炸载荷作用下舱段结构的动态响应过程,得到不同形式爆炸载荷作用下舱壁结构的破坏模式与毁伤特性,并将舱室内部爆炸与强力甲板外部接触爆炸进行了对比,得到了2种不同攻击方式下,舱段的响应特点及规律,为后续舰船结构的加强提供参考。

一种基于变分法求解结构动态响应的通用逐步递推方法

由于数值仿真方法繁多而且理论不统一又只局限于一种仿真精度,所以不利于工程应用。本文以归纳总结为基点:分别独立给出了一种通用的结构位移和外力的插值函数构造形式;构造了驻值条件与结构动力学平衡方程等价的卷积泛函;给出了可满足不同精度要求的求解结构动态响应的通用逐步递推方法。实例表明:通用逐步递推方法可满足不同仿真精度的要求,适于工程结构响应分析。

结构动态响应计算中模态迭加法的简化解

在子结构的固定界面最低频率比整体结构基频较高的条件下,把结构动态特性计算的模态综合超单元法以其简化解拓广至结构动态响应的计算领域,并用固定界面Ritz矢量替代子结构的固定界面模态。通过数值运算,说明本方法经济有效,精度令人满意。

应急封井装置导向下放系统结构动态响应特性研究

为解决深水应急封井装置下放过程存在的横向偏移大、难以对中下放的问题,提出基于导向系统下放的作业方式;利用OrcaFlex非线性时域有限元软件,建立平台-导向架-应急封井装置系统的耦合动力学模型,探究导向下放系统的结构动态响应特性,分析海面流速、方向、装置质量等参数对系统下放作业过程的影响。实例计算结果表明:整个下放过程中导向系统最大横向偏移为3.68 m,封井装置的转角小于1°,验证导向系统对下放有较强的约束作用,并且经过校核的导向系统,其结构强度满足安全作业要求;海面流速和封井装置的质量对下放钻杆的应力影响显著,而海流方向对飞溅区导向架接触力影响较大,但均不会影响封井装置的顺利下放。

模态截断对车体结构动态响应的影响

针对复杂车辆系统机械结构在建模与仿真计算中的模型规模、计算精度和计算速度之间相互制约的问题,采用模态响应线性叠加方法,分析并讨论了车辆的激励频率与结构固有频率截取对结构动态响应的影响。通过引入阈值概念提出模态截断频率的计算方法,并以某装甲车辆刚弹耦合模型为例进行了仿真验算。

爆破振动作用下单层砖混房屋结构的动态响应

以单层砖混房屋为研究对象,应用有限元软件ANSYS建立了单层砖混房屋的数值模型。将实测地震波输入模型,分析了地震波引起的房屋结构的位移特征。根据小波包原理分析了实测房屋框架柱频域能量,构造了3种谐波加载到房屋模型,研究不同频域下房屋结构的速度响应。计算结果表明,单层砖混房屋的底部与顶部位移较大,门窗附近位移较为明显,框架柱顶端位移最大。实测发现,地基和建筑各结构能量大部分集中在7.81~37.50 Hz。构造了5、10、25 Hz 3种频率的地震波,加载到模型后发现,在高频爆破振动下,单层砖混房屋后山墙较前山墙受爆破振动影响较大;门窗与框架柱之间容易产生超越安全允许振速的情况;分析了后山墙左侧窗上带测点的频域分布,发现频带能量主要分布在0~15.63 Hz区间。

基于CONWEP法空爆载荷下船体结构动态响应研究

针对油气泄漏引发月池区域和钻台结构处出现空中爆炸从而造成爆炸区域结构损伤的问题,以某型船为研究对象,运用CONWEP算法对月池和钻台结构动态响应进行数值仿真研究,然后分析爆炸冲击波对月池结构的损伤效果,得到不同爆炸位置下爆炸载荷能量变化,并将船舶结构损伤进行对比分析,得到了月池与钻台结构能量变化、损伤变形的特点与规律。结果表明:爆炸中心越接近月池结构中心,爆炸冲击波产生的炸药能作用在结构上的能量越多,月池结构更为危险。

结构动态响应计算的模态综合技术

本文把结构动态特性计算的模态综合超单元法拓广至结构动响应的计算领域。由于结构模态对阻尼矩阵的非正交性带来的耦合阻尼项造成了响应计算的困难,本文采用了保持主对角项阻尼的响应运算,然后根据虚功原理对结果进行了耦合项阻尼的修正。

结构动态载荷识别的精细逐步积分法

对比例阻尼系统给出了基于精细逐步积分法的动态载荷识别方法。首先将系统进行模态坐标变换得到无耦合运动方程 ,然后应用精细逐步积分法构造一种高效精确的载荷识别公式 ,再由量测到的结构动态响应求出动态力的时间历程。

结构对积分能量界限凸集载荷的响应分析

用支撑超平面法分析了多自由度振动系统对积分能量界限凸集载荷的响应，导出了时间上限为有限和无限两种情况下可达集的边界方程。最后给出了一个实例，得到了不同积分上限时的响应可达集，并将凸集响应与谐波响应及非平稳随机响应作了对照。

浮冰碰撞载荷作用下船体板结构动力响应研究

开展了船体板与浮冰碰撞的有限元仿真研究,分析了浮冰碰撞载荷作用下船体板的结构动态响应.采用水平冲击试验机开展了船体板-冰碰撞实验,验证了数值仿真模型的有效性.在此基础上,研究了船体板-浮冰碰撞参数对结构动态响应与塑性变形的影响规律.结果表明,随着板厚的增加,量纲一的量最大挠度值和量纲一的量永久挠度值相应的减小;楔形冰的质量越大,船体板的量纲一的量最大挠度值越大;船体板的最大变形随着冰的撞击速度的增加是呈线性增长.

泄漏油气燃爆灾害下FPSO结构响应分析

为评估FPSO泄漏油气燃爆事故中结构损伤风险,采用等效TNT法结合AUTODYN软件分析结构在爆炸冲击波下动态响应,分析其塑性、变形及应力分布,评估不同工况下结构损伤程度。结果表明,TNT起爆后冲击波高速传播,10ms时已覆盖工艺I区,经反射叠加耦合后破坏力增强;原油热处理器和电脱盐器发生失效和变形,生产甲板边缘位置受约束较小,发生较大变形,部分区域屈曲破坏;参与反应的油气越多,相同结构等效应力及变形越大,大应力、大变形区域分布越广;d=60mm时部分结构完全失效。

旋翼航空器结构验证条款研究

飞机结构强度是指在规定的力学环境下飞机结构不会发生破坏和保持安全工作的能力。在飞机设计过程中,为了提高飞机的整体机构强度,设计人员需要针对不同的载荷环境以及不同的结构动态响应分类解决结构强度问题。对于旋翼航空器,其结构对计及其使用环境的每一临界受载情况均需满足结构强度和变形要求。因此,在载荷分析之后,需要进行结构验证。出于对旋翼航空器安全性的考虑,民用旋翼航空器标准中的结构验证条款也规定了验证强度必做的试验项目。

高水位运行下近水面水下爆炸对拱坝结构的影响

为预测近水面水下爆炸作用下拱坝结构的动态响应和损伤,基于有限元程序Abaqus/Explicit,采用声学介质描述库水,并采用拱坝-地基-库水系统有限元模型,考虑键槽作用的两种极端情况(完好和失效)及混凝土的受拉、受压损伤,假设50kg当量TNT炸药爆炸距离大坝迎水面水平距离为10m,对某133m高的薄拱坝进行了持时1s的显式动力时程分析。计算结果表明:靠近爆炸源的坝段径向加速度响应峰值大于其它坝段1倍以上,键槽失效情况下3号坝段向上游方向的位移峰值比键槽完好情况时大28%,键槽是否正常工作会影响大坝各坝段之间的动力响应传递,导致坝体损伤发展的差异;坝体损伤范围比较集中,0.3s后损伤发展基本完成,坝面不会出现大面积的宏观断裂破坏;键槽失效时,3号坝段底部下游两侧混凝土可能破坏,可考虑在拱坝横缝上配置跨缝钢筋作为键槽失效情况的安全储备。