舰用设备新型双波冲击试验系统及其动力学问题

为满足舰用设备抗冲击性能试验考核要求,提出一种气-液耦合直驱式第三代双波冲击试验系统方案和正、负波冲击的实现结构。建立了系统正、负波冲击过程的非线性动力学模型,对系统总体性能进行了仿真分析。结果表明,该系统在重载(被试设备及冲击台计10 t)、高速(5 m/s)的情况下,能够产生满足BV043/85标准要求的冲击谱。

利用浮动冲击平台考核舰用设备抗冲击能力的数值仿真研究

大质量舰用设备一般利用浮动冲击平台进行抗冲击能力评估,但试验过程复杂,费时、费力且花费较多。近些年随着非线性有限元技术的发展,利用有限元法对浮动冲击平台试验仿真考核舰用设备抗冲击性能成为可能。针对浮动冲击平台上舰用设备抗冲击能力进行研究,利用有限元软件ABAQUS进行水下爆炸分析,考虑流固耦合效应,研究浮动冲击平台上的安装设备在不同爆炸距离和不同炸药深度下的冲击响应,为舰用设备特别是大质量设备的抗冲击能力的评估和大型浮动冲击平台的设计提供参考。

舰用设备设计谱、考核谱及其实现方法分析

真实再现舰船水下爆炸冲击环境是舰用设备设计和考核的前提。分析了实船水下爆炸响应的时域和频域特征,介绍并评述了设计谱、考核谱的分析方法的现状及其局限性。给出了时域实现的转化方法和路径,并对典型舰用设备进行了数值仿真。研究表明:实船水下爆炸响应可分为冲击波阶段和气泡脉动阶段,且具有三折线谱的特点。基于位移、速度和加速度等效,结合过冲分析,可以从冲击谱得到相应波形的参数。不同安装基础的设备,冲击考核实现方式有一定差异。

舰用设备与船体一体化强度评估方法研究

舰载复杂设备与船体之间的弹性耦合效应不可忽略,在进行舰载大型设备抗冲击数值实验时必须确定合理的技术来妥善处理外部冲击环境、舰体结构、局部结构和舰用设备之间的关系。基于主从系统耦合振动理论,以舰用炮塔结构为研究对象,设计多种冲击输入对非一体化与一体化舰炮结构进行抗冲击数值计算,并将计算结果进行对比分析,对舰用设备抗冲击分析方法以及适用范围进行探讨,旨在寻找一套适合我国国情的舰用设备抗冲击的研究方法,为舰用设备抗冲击性能设计及性能评估提供参考。

基于DDAM的某类舰用设备的冲击极限载荷研究

为快速评估设备的抗冲击性能,提出了一种根据设备材料的极限强度反推冲击极限载荷的方法和破损速度谱的概念。以悬臂梁类舰用设备为例,对其极限载荷特性进行研究,推导了悬臂梁的破损速度谱的计算公式,可得到悬臂梁不同固有频率下破损速度谱的谱值。研究发现,采用极限破损速度谱表征舰用设备冲击极限载荷的方法切实可行且易于计算;悬臂梁类舰用设备的冲击极限载荷与梁的固有频率、位置和材料的极限强度有关,难以用显函数关系式表达。

舰用典型设备抗冲击能力定量分析

舰用设备抗冲击性能是其技术性能的重要要素之一,正确分析舰用设备抗冲击能力也是开展系统级别抗冲击性能设计、管理、优化的前提。明确了舰用设备抗冲击能力的定义,给出了采用时域模拟法确定舰用设备抗冲击能力定量计算方法。选取某刚性安装的舰用增压锅炉为研究对象,对影响设备抗冲击能力的因素和抗冲击能力值进行了分析。旨在为今后舰船设备抗冲击性能分析提供方法和手段。

舰艇冲击响应数据滤波频率选取方法分析

由于冲击响应数据具有较强烈的非线性与瞬态性,研究难度较大,目前在舰艇抗冲击技术研究领域还没有相应的标准规范或统一的滤波频率选取方法。利用冲击响应的冲量信息变化情况作为滤波频率选取依据,给出了具体的分析方法及判据。并应用该方法分别分析了舰艇船体结构与设备的冲击响应数据滤波频率,结论如下:不同爆距,船体结构同一部位,冲击响应数据的滤波频率取值相同;不同爆距,舰艇同一设备相同部位,冲击响应数据的滤波频率取值不同。

基于短时Fourier变换的水面舰艇冲击响应分析

舰艇冲击响应具有明显的非平稳与非线性特征,传统的Fourier变换分析应用受限。文章利用短时Fourier变换(STFT)分析技术研究冲击响应的时频变化特征,计算结果证明了该分析方法可比较精确地描述舰艇船体结构与舰用设备冲击响应频率特性随时间的演化特征。该研究成果可以为舰艇抗冲击指标细化分析与极限冲击载荷研究提供技术支持。

基于船体与设备一体化的设备抗冲击阈值

为了确定设备抗冲击阈值，基于主从系统耦合振动理论，以船用增压锅炉、齿轮箱为研究对象，将船体与设备的一体化抗冲击数值实验的数值统计特征进行分析。通过大量算例结果分析，提出将冲击作用下设备应力响应标准差作为设备失效判据，并给出了设备冲击作用下应力响应标准差最大值计算经验公式。