發(fā)布時間：2021-03-20 22:58

　　在艦船服役期間,可能會受到水下爆炸載荷的作用而產(chǎn)生沖擊響應(yīng),這種作用更重要的會使得艦船本身以及內(nèi)部設(shè)備產(chǎn)生沖擊破壞。在艦船設(shè)備中,存在著一系列的細(xì)長體結(jié)構(gòu),常見的有艦船大規(guī)模管路、艦船推進(jìn)軸系、升降裝置以及船體梁等結(jié)構(gòu),這類結(jié)構(gòu)的沖擊性能與艦船的生命力息息相關(guān)。然而在工程上,不同結(jié)構(gòu)所需求的工程問題卻有所不同,因此,本文主要從艦船大規(guī)模管路的沖擊應(yīng)力以及船體梁總振動產(chǎn)生的低頻加速度入手來分析細(xì)長結(jié)構(gòu)的沖擊問題,這將對提升細(xì)長體結(jié)構(gòu)沖擊性能具有一定的工程意義。具體做的內(nèi)容如下:第一,本文探究了艦船大型管路在抗沖擊分析中如何進(jìn)行簡化的問題。從邊界條件、管內(nèi)液體、建模流程以及加載方式等方面進(jìn)行簡化。通過三彎矩及五彎矩方程,推導(dǎo)得到了任意跨對目標(biāo)跨彎矩的影響方程和求解方法,得到了邊界條件的合理取法;通過流固耦合以及附加質(zhì)量進(jìn)行對比計算,探究管內(nèi)液體隨著管徑變化的參與系數(shù);利用APDL語言開發(fā)管路精細(xì)模型的快速建模軟件,并探討管路相關(guān)附件的簡化建模方法。第二,給出了管路沖擊響應(yīng)計算的兩種分析方法即有限元計算與傳遞矩陣計算,并給出相關(guān)影響因素。通過管路的有限元計算,得到管路的危險節(jié)點位置與規(guī)律,并... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：115 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

梁模型示意圖

哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文12其中：Q為作用在梁上的外部載荷，在實際應(yīng)用中，這個載荷可以是其他形式的外力。0,1,2,...,i-1,i,i+1,...,n-1,n為彈性支座的數(shù)量;l1,l2,...,li-1,li,li+1,...,ln-1,ln為橫梁的跨長;I1,I2,...,Ii-1,Ii,Ii+1,...,In-1,In為橫梁截面的慣性矩（垂直彎曲）;f0,f1,f2,...,fi-1,fi,fi+1,...,fn-1,fn為彈性支座下的撓度;a0,an為橫梁的左端和右端彈性固定端的柔度。將橫梁進(jìn)行切割，分割為多個跨距，由于梁是連續(xù)性結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部會存在著彎矩使得結(jié)構(gòu)不被破壞，將梁分割開后，在其兩端需產(chǎn)生附加彎矩Mi，這些彎矩在切割之后變?yōu)橥獠枯d荷，確定這些彎矩的大小任務(wù)的目標(biāo)。分割后的模型如圖2.2所示：圖2.2梁分解示意圖其中：Q1,Qi,Qi+1,Qn為分別在1,...i,i+1,....和n跨度上施加的外部載荷。對于具體的問題而言，這些載荷是明確的;0,n分別為左側(cè)“0”和右側(cè)“n”支撐的旋轉(zhuǎn)角度。注意，在不同的支撐上，狹縫的左右兩側(cè)的所有邊界條件是相同的。柔度Ai和彎矩Mi等也相同。對于每一段梁而言，在每個支座上的彎曲處具有旋轉(zhuǎn)角i和i+1，如圖2.3所示：其中i由四部分組成：i(Mi)為彎矩Mi的作用下的旋轉(zhuǎn)角度;i(Mi+1)為彎矩Mi+1作用下的旋轉(zhuǎn)角度;i(Qi+1)為外加負(fù)載Qi+1作用下的旋轉(zhuǎn)角度;

第2章管路抗沖擊分析的建模簡化方法研究13i(fi,fi+1)為支撐處的撓度差引起的的旋轉(zhuǎn)角度。則有：111()()()(,)iiiiiiiiiiMMQff（2-2）圖2.3梁段的受力分析根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)所學(xué)內(nèi)容很容易得到以下四種情況的轉(zhuǎn)角值，如圖2.4所示：圖2.4每種載荷引起的轉(zhuǎn)角EIQlQ)Q(iii2421（2-3）EIlM)M(iiii31（2-4）111()6iiiiMlMEI（2-5）111iiiiiiilfftg)f,f(（2-6）因此可以得到以下平衡方程：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于CEL理論的弧形閘門流固耦合的數(shù)值模擬[J]. 張凡,巫世晶,孟凡剛,李國梁.  水電能源科學(xué). 2016(03)
[2]基于CEL算法的滑坡涌浪研究[J]. 徐文杰.  工程地質(zhì)學(xué)報. 2012(03)
[3]多體系統(tǒng)傳遞矩陣法研究進(jìn)展[J]. 芮筱亭,戎保.  力學(xué)進(jìn)展. 2012(01)
[4]某輪主機燃油管路振動分析及對策[J]. 劉彥輝,黃玉學(xué),胡龍軍.  艦船科學(xué)技術(shù). 2010(09)
[5]艦船管路系統(tǒng)沖擊響應(yīng)時域仿真及試驗研究[J]. 汪宏偉,汪玉,趙建華.  武漢理工大學(xué)學(xué)報(交通科學(xué)與工程版). 2010(04)
[6]EFAST法在管路系統(tǒng)沖擊響應(yīng)中的應(yīng)用研究[J]. 汪宏偉,汪玉,趙建華.  振動與沖擊. 2010(04)
[7]艦船水下非接觸爆炸抗沖擊技術(shù)綜述[J]. 汪玉,張磊,史少華,杜儉業(yè).  科技導(dǎo)報. 2009(14)
[8]管路系統(tǒng)沖擊設(shè)計方法分析[J]. 李兆俊,汪玉,陳學(xué)德,呂襄波,劉新凱,伍克波.  振動與沖擊. 2008(09)
[9]國內(nèi)外艦艇管路系統(tǒng)抗沖擊技術(shù)工作述評[J]. 陳剛,汪玉,李兆俊.  振動與沖擊. 2007(04)
[10]沖擊載荷作用下艦艇管路系統(tǒng)全局參數(shù)靈敏度分析[J]. 陳剛,汪玉,毛為民,李兆俊,吳廣明.  振動與沖擊. 2007(03)

博士論文
[1]精細(xì)積分方法的改進(jìn)及其在動力學(xué)與控制中的應(yīng)用[D]. 譚述君.大連理工大學(xué) 2009
[2]水面艦船設(shè)備沖擊環(huán)境與結(jié)構(gòu)抗沖擊性能研究[D]. 尹群.南京航空航天大學(xué) 2006
[3]艦船非接觸水下爆炸動力學(xué)的理論與應(yīng)用[D]. 劉建湖.中國船舶科學(xué)研究中心 2002

碩士論文
[1]船體水下爆炸沖擊動彎矩理論與試驗研究[D]. 郭建軍.哈爾濱工程大學(xué) 2016
[2]艦艇管系抗沖擊性能研究[D]. 朱相軍.沈陽工業(yè)大學(xué) 2015
[3]管路與船體結(jié)構(gòu)耦合沖擊響應(yīng)分析方法研究[D]. 丁建軍.哈爾濱工程大學(xué) 2013
[4]艦用蒸汽管路抗沖擊分析[D]. 王秋穎.哈爾濱工程大學(xué) 2007
[5]模態(tài)參數(shù)識別方法與模塊開發(fā)[D]. 郭勝利.南京航空航天大學(xué) 2007



本文編號：3091824