本文關(guān)鍵詞：艦用燃機抗沖擊分析方法與模型簡化研究

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【摘要】：燃氣輪機以其本身的諸多優(yōu)點,現(xiàn)已成為許多國家水面艦艇的主要動力裝置。隨著水中兵器的發(fā)展,非接觸式爆炸沖擊給燃機帶來了嚴重的威脅,因此燃機的抗沖擊能力直接關(guān)系到艦艇的戰(zhàn)斗力。本文針對燃機受到的水下非接觸式爆炸的沖擊問題,采用數(shù)值模擬的方法研究了某型號燃機的抗沖擊性能,提出了模型簡化的方法以及機匣改進方案。本文首先論述了燃氣輪機抗沖擊數(shù)值方法研究的目的與意義,回顧了三種抗沖擊數(shù)值方法的理論基礎(chǔ)。等效靜力法是一個簡單的靜力分析,靜力荷載與設(shè)備自身的重量有關(guān)。動力學(xué)設(shè)計法是建立在模態(tài)分析理論的基礎(chǔ)上,將一個多自由度系統(tǒng)簡化為多個單自由度系統(tǒng),通過對模態(tài)解的合成得出設(shè)備各部位的沖擊響應(yīng)。時域動力分析法則是對設(shè)備進行時域上的動力分析,通過逐步積分來計算每一時間步上的動力響應(yīng)。本文以某型艦用燃機為對象,對燃機的三種抗沖擊方法進行了比較研究。首先,在Femap軟件中建立了燃機的有限元模型,然后用有限元軟件NX-Nastran進行了等效靜力法、動力學(xué)設(shè)計法(DDAM)以及時域動力分析法三種抗沖擊分析,最后比較了三種方法的計算結(jié)果。結(jié)果表明,支撐系統(tǒng)是燃機在沖擊載荷下的薄弱部位�？偨Y(jié)了三種抗沖擊方法的特點,并對它們的優(yōu)缺點進行了比較。為了方便對燃機支撐系統(tǒng)進行后續(xù)的抗沖擊分析,以及減小對支撐系統(tǒng)優(yōu)化的計算量,本文對燃機的模型進行了簡化,將轉(zhuǎn)子和機匣簡化為伯努利-歐拉梁和集中質(zhì)量模型。然后對簡化模型進行了模態(tài)分析以及三種抗沖擊分析,并將計算結(jié)果與原始模型的計算結(jié)果進行對比。結(jié)果表明,簡化后的模型盡管丟失了部分振型,但是對支撐系統(tǒng)的抗沖擊結(jié)果影響較小,并且簡化后模型的自由度顯著降低,因此該簡化模型可以用來對支撐系統(tǒng)進行優(yōu)化分析。在抗沖擊分析中發(fā)現(xiàn),中介機匣的應(yīng)力響應(yīng)較小,有較大的強度儲備,所以對中介機匣支板的厚度做了調(diào)整,將其厚度減小了一半。然后結(jié)合子模型技術(shù)對改進模型進行了強度與剛度的校核,結(jié)果表明改進后的模型在強度與剛度上均滿足要求,并且有效的降低了模型質(zhì)量。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U664.1

【參考文獻】

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本文編號：1156808