实船水下爆炸冲击试验测量技术

实船水下爆炸冲击试验是舰船抗冲击技术研究的重点内容,测量技术是实船水下爆炸冲击试验中的关键技术。本文从实船水下爆炸冲击试验测量需求、测点管理、测量仪器参试要求、测量仪器冲击防护、测量导线布置、测量控制系统、测量数据初步处理以及测量数据库等方面对试验测量技术进行了较为全面的分析研究,构建了完整的试验测量技术框架,将为中国实船水下爆炸冲击试验测量技术的深入研究和测量工作的有效开展提供有力的参考和支持。

实船冲击试验测量数据集成管理技术

实船水下爆炸冲击试验是开展舰艇抗冲击技术研究的重要方法,试验测量数据的获取是实船冲击试验的重要目标和关键所在,实船冲击试验的高度复杂性给测量数据的有效使用管理提出了严峻挑战.该文以实船冲击试验条件下测量数据的高效使用管理为目标,对实船冲击试验数据的特点进行了分析并提出了数据管理需求,在此基础上,从测点编号、测量数据信息要素、数据转化、数据集成化入库、数据集成化出库等方面对实船冲击试验测量数据集成管理技术进行了全面的研究,可以为开发实用的实船冲击试验测量数据管理系统提供技术支撑.

实船爆炸试验测量系统指标特性研究

在实船爆炸试验中,冲击响应谱的测量与分析是舰船冲击响应研究中最常用的方法。利用O’Hara法和参考标准法建立了冲击响应谱的数学模型,并在给定阻尼系数、信号频率、信号峰值和响应频率等参数条件下,研究了用采样因子(定义为采样频率与信号频率之比)表征冲击响应谱的绝对误差与相对误差的变化规律,最终得到系统测量误差与采样因子、A/D转换位数成反比的结论。而采样频率、A/D转换位数作为测量系统的主要技术指标,是测量系统误差的主要来源,其取值范围是系统论证中的难点,研究成果可直接应用于测量系统的论证与研制。

船体水下爆炸冲击动弯矩理论与试验研究

针对船体在水下爆炸载荷作用下产生的冲击动弯矩危及总强度问题,对船体水下爆炸冲击动弯矩进行研究。用泰勒平板理论修正的船体壁压作为求解载荷,在等值船体梁模型的基础上求解经典阻尼多自由度振动方程,并用弯矩的微分形式得出冲击动弯矩。通过与实船水下爆炸试验值的对比,验证该理论方法的正确性。最后分析了冲击波与气泡脉动分别作用下的冲击动弯矩和不同工况下的动弯矩的占比。结果表明,船体动弯矩以前二阶为主,同时不可忽略冲击波产生的动弯矩。本文的分析方法为水下爆炸载荷作用下船体总纵强度的校核提供一定的参考。

基于水下爆炸实船试验的舰船阻尼的研究

以实船试验的实测结构响应数据为基础,运用经典峰值处理法计算得到不同冲击因子下实船总振动阻尼比。采用最小二乘复指数法识别舰船结构模态参数,运用无量纲化方法使计算结果唯一。运用离散快速傅里叶变换对模态参数进行校验,验证了计算结果的正确性。根据所提取的结构模态频率和模态阻尼比,对系统的结构阻尼进行统计和定量分析,给出瑞利阻尼系数的试验值,为舰船冲击响应计算与分析提供参考。最后,与美国DDG53的瑞利阻尼系数进行对比,比较结果表明两者差距较大。

一种舰船低频冲击环境的新型测试原理与方法

舰船冲击环境是舰船设备抗冲击评估的基础输入数据,其最可靠的来源是实船抗冲击试验,其中低频冲击环境的测试工程上常采用低频振子、簧片仪等专用仪器,这些传感器存在过于笨重、仪器安装相对困难的问题,直接采用加速度计测试结果由于“零飘”导致误差大,其结果不可靠。为此,通过对低频冲击环境形成机理的分析,指出大型舰船低频冲击环境主要来源于舰船低频总振动,并提出一种基于实船抗冲击试验舰船总振动应变的间接测试方法。通过千吨级舰船实船的试验数据证明了该方法的有效性,加速度计实测数据与低频振子测得的数据相比,平均偏差为42.9%,新方法与低频振子测得的数据相比,平均偏差为12.6%。该技术与传统方法相比具有传感器安装简便、测点数目需求低和有效覆盖船长范围大的优势,对实船抗冲击试验的低频冲击环境测试具有重要的参考价值。