【摘要】：軍用艦艇設備系統(tǒng)的抗沖擊性能決定了艦艇的戰(zhàn)斗力和生命力,對一場海戰(zhàn)的勝負起著至關重要的作用。因此,各國為提高艦載設備的抗沖擊性能,均對關鍵的設備進行沖擊試驗。對于體積較小、重量較輕的設備多采用沖擊機進行試驗,大中型的設備則利用浮動沖擊平臺進行試驗。大中型設備在研制之初,均會提及設備的相對薄弱部件,而多次進行整體設備試驗來考核單個部件必定會耗費大量的財力物力。本文即是在此背景下,結合實際工程需求,以某大型艦用燃氣輪機的薄弱部件——支撐結構為研究對象,提出一種基于沖擊響應等效的燃氣輪機支撐結構的部件試驗方法,為大中型艦艇設備關鍵部件抗沖擊試驗提供了新的趨勢及方法。本文結合艦船設備抗沖擊方法的研究現(xiàn)狀,詳細分析了目前國內(nèi)外艦用燃氣輪機抗沖擊性能的研究方式及進展。根據(jù)實際工程需求,采用局部分析法對某大型艦用燃氣輪機的三組支撐結構進行分析,最終選取承受更為惡劣環(huán)境的后支撐結構作為研究對象,考慮部件沖擊試驗的可行性,需建立后支撐結構的相似試驗模型。首先以相似理論為基礎,分析了原模型與相似試驗模型之間的基本相似量,并根據(jù)相似準則推導出沖擊載荷作用下,原模型與相似試驗模型的沖擊響應的相似變換關系;然后通過對后支撐結構的邊界條件和沖擊環(huán)境的分析,建立了后支撐結構的縮比試驗模型,并利用有限元軟件驗證了原模型與縮比試驗模型的固有特性關系,同時利用振動試驗校驗了縮比試驗模型的模態(tài)分析結果的正確性;其次將燃氣輪機整機海上考核試驗中后支撐結構的沖擊響應與縮比相似模型數(shù)值模擬響應結果進行相似性分析,結果表明,所建立的縮比試驗模型能在一定程度上反映出原后支撐結構的沖擊響應情況;最后開展了后支撐結構縮比試驗模型的沖擊試驗,同時完成了原模型數(shù)值模擬結果、縮比試驗模型試驗結果以及數(shù)值模擬結果三者之間沖擊響應等效性的分析,結果表明,所建立的縮比試驗模型能預測出原模型的沖擊響應特性。通過縮比試驗模型的破壞性沖擊試驗得到了后支撐結構的薄弱部位,對該種支撐結構的抗沖擊性能的優(yōu)化設計提供了重要的指導意見。
【學位授予單位】：沈陽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：U674.703.2
【圖文】：

考核設備時，具有容易控制沖擊載荷、可重復性高、數(shù)據(jù)采集及處理方便等優(yōu)點，然而受沖擊機尺寸限制，無法對柴油機、燃氣輪機等大型設備進行考核。圖1.1 垂向雙波沖擊機Fig. 1.1 The vertical double wave impact machine為了解決上述問題，且提供給設備更貼近實戰(zhàn)的沖擊環(huán)境，各國開始研究利用浮動平臺對設備進行考核。對浮動平臺建設方面，美國最為完善。1959年，美國海軍研沈陽工業(yè)大學碩士學位論文

沈陽工業(yè)大學碩士學位論文究所設計并建造了一個可考核27.24t設備的浮動平臺，在1973年又建造了當時世界最大的浮動平臺，最大考核設備質(zhì)量達181.6t，在MIL-S-901D[14]中介紹了規(guī)格為8.53×4.88m的標準浮動平臺及15.24×9.07m的大型浮動平臺[21-24]。我國浮動平臺在規(guī)格與考核設備質(zhì)量方面與美國不同，主要有5.4×4.0×2.2m的小型浮動平臺，考核設備質(zhì)量達8t；11.7×5m的標準浮動平臺，考核設備質(zhì)量達36t[25-26]，最大考核設備質(zhì)量為50t的中型浮動平臺及最大考核質(zhì)量可達200t的大型浮動平臺。

沈陽工業(yè)大學碩士學位論文究所設計并建造了一個可考核27.24t設備的浮動平臺，在1973年又建造了當時世界最大的浮動平臺，最大考核設備質(zhì)量達181.6t，在MIL-S-901D[14]中介紹了規(guī)格為8.53×4.88m的標準浮動平臺及15.24×9.07m的大型浮動平臺[21-24]。我國浮動平臺在規(guī)格與考核設備質(zhì)量方面與美國不同，主要有5.4×4.0×2.2m的小型浮動平臺，考核設備質(zhì)量達8t；11.7×5m的標準浮動平臺，考核設備質(zhì)量達36t[25-26]，最大考核設備質(zhì)量為50t的中型浮動平臺及最大考核質(zhì)量可達200t的大型浮動平臺。

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