水下非接触爆炸中谱跌效应对设备破坏的影响分析

弹性安装的舰载设备在受到水下非接触爆炸冲击时产生的谱跌效应会显著降低设备的冲击响应。为研究谱跌效应对舰载设备的设计谱及其设计安装的影响,通过有限元计算对比分析弹簧振子模型的伪速度冲击响应和悬臂梁模型应力冲击响应,同时对比分析上层振子固有频率相同但质量与刚度不同的双层弹簧振子模型的下层振子伪速度冲击响应。发现:谱跌效应发生时,下层设备的伪速度响应和应力响应均有明显的降低,据此须改进舰载设备的三折线伪速度设计谱;增加上层设备的质量和刚度会显著降低下层设备的伪速度响应,并使谱跌效应的频宽范围增加,利用此特性可降低舰载设备中有着特殊固有频率或固有频率集中的零部件的应力响应。

谱跌效应的参数化研究

在舰船设备的抗冲击性能考核中,由于设备结构惯性力与基础输入之间的相互作用,设备的实际冲击环境常存在谱跌效应,若忽略这一影响将引起冲击考核的较大误差。将多自由度系统冲击响应分析与实验设计统计相结合,对谱跌效应的各个影响因素进行研究,得出了谱跌效应的主要影响因素和变化趋势。通过构造近似模型,得出了谱跌加速度谱和速度谱的多因素经验公式。