艦載設(shè)備抗沖擊性能是艦艇生命力的重要環(huán)節(jié),考核大中型艦載設(shè)備的抗沖擊性能主要使用浮動沖擊平臺進行水下爆炸試驗,而考核潛艇設(shè)備尚未有更好的方法,使用圓柱殼艙段進行水下爆炸試驗認(rèn)為是可行的,目前對于圓柱殼艙段的研究開展較少。為研究圓柱殼艙段在考核潛艇設(shè)備上的沖擊環(huán)境特性,對潛艇的部分結(jié)構(gòu)——圓柱殼艙段的沖擊環(huán)境進行計算分析。本文基于對潛艇設(shè)備的考核需求的考慮,具體內(nèi)容如下:首先,為了保證沖擊環(huán)境計算的正確性,對業(yè)內(nèi)廣泛使用的幾種求解沖擊譜的方法編程計算,分析不同方法的計算精度及計算時間,找到一種兼顧正確性及效率的計算方法;調(diào)研了幾種沖擊譜轉(zhuǎn)化為設(shè)計譜及沖擊譜取值的方法,并說明了各方法在考核不同安裝方式設(shè)備上的適用性。第二,針對目前有限元仿真中,艦船設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜而在簡化建模時沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的問題,通過彈性安裝設(shè)備多自由度振動的動力學(xué)模型進行分析,總結(jié)一種設(shè)備進行簡化建模時的原則;通過時域非線性碰撞模型,分析了彈性安裝設(shè)備帶限位器時的強非線性響應(yīng)特征。第三,針對圓柱殼艙段在不同載荷類型作用下的沖擊響應(yīng)不同的問題,通過有限元仿真中施加不同類型的載荷,考察了不同類型的載荷作用對于圓柱殼艙段沖擊環(huán)境的影響特征,說明在圓柱殼艙段沖擊環(huán)境的計算中,必須計及氣泡脈動載荷及空化作用的影響;調(diào)研并分析了幾種常用的沖擊因子在表征圓柱殼艙段沖擊環(huán)境上的適用性。第四,針對圓柱殼艙段開展水下試驗困難且成本昂貴的問題,提出圓柱殼艙段位于水面時代替其位于水下進行試驗的設(shè)想;通過大量不同工況下圓柱殼艙段受水下爆炸作用下的沖擊環(huán)境仿真計算,認(rèn)為圓柱殼位于水面時,通過改變爆源攻角及爆距,完全能夠替代其在水下進行考核設(shè)備試驗。最后,針對圓柱殼艙段在海上進行水下爆炸試驗時會隨風(fēng)浪流與爆源產(chǎn)生相對位置漂移的問題,分析了爆距改變及縱向位置改變對沖擊環(huán)境結(jié)果改變的敏感程度,認(rèn)為當(dāng)前的機械定位方法對試驗定位的誤差較大,因此設(shè)計了一種沖擊平臺海上試驗爆源定位裝置,能夠更加有效地減小爆源及平臺的相對位置移動。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：U674.7
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第2章 圓柱殼艙段沖擊環(huán)境計算方法研究
    2.1 計算模型及載荷
        2.1.1 有限元模型的說明
        2.1.2 載荷的計算方法
    2.2 沖擊譜的求解方法
    2.3 各沖擊譜求解方法的精度及效率探究
        2.3.1 加速度響應(yīng)信號的影響
        2.3.2 各沖擊譜求解方法與采樣率的關(guān)系
    2.4 本章小結(jié)
第3章 計及設(shè)備安裝的沖擊環(huán)境特性分析
    3.1 設(shè)備簡化建模研究
        3.1.1 設(shè)備簡化建模理論基礎(chǔ)
        3.1.2 設(shè)備簡化建模仿真驗證
    3.2 彈性安裝設(shè)備限位器的模擬及分析
    3.3 圓柱殼艙段沖擊環(huán)境的影響因素研究
        3.3.1 沖擊波、氣泡脈動、空化作用對沖擊環(huán)境的影響
        3.3.2 邊界條件對圓柱殼艙段沖擊環(huán)境的影響
    3.4 沖擊譜計算方法的分析與應(yīng)用
        3.4.1 沖擊譜向設(shè)計譜轉(zhuǎn)化的方法總結(jié)說明
        3.4.2 沖擊譜計算方法的試驗對比
    3.5 不同定義沖擊因子對圓柱殼艙段沖擊環(huán)境的適用性討論
        3.5.1 基于沖擊波超壓的沖擊因子
        3.5.2 基于平面波假定的沖擊因子
        3.5.3 基于球面波假定的沖擊因子
        3.5.4 以上沖擊因子的討論
    3.6 本章小結(jié)
第4章 水深對圓柱殼艙段沖擊環(huán)境的影響
    4.1 沖擊環(huán)境隨水深的變化
    4.2 沖擊環(huán)境隨爆源攻角的變化
    4.3 圓柱殼艙段位于水面時的沖擊環(huán)境計算
        4.3.1 相同爆距下爆源攻角變化的影響
        4.3.2 相同爆源攻角下爆距變化的影響
    4.4 本章小結(jié)
第5章 一種沖擊平臺試驗爆源定位方法的分析與設(shè)計
    5.1 定位裝置的需求
    5.2 定位產(chǎn)生誤差對沖擊譜結(jié)果的影響分析
        5.2.1 爆距變化對譜速度值的影響
        5.2.2 圓柱殼艙段與爆源發(fā)生縱向漂移對譜速度值的影響
    5.3 定位裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計說明
    5.4 定位裝置的定位精度分析
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王軍;姚熊亮;楊棣;;浮動沖擊平臺沖擊環(huán)境對設(shè)備響應(yīng)的影響[J];爆炸與沖擊;2015年02期

2 陳學(xué)兵;何斌;陳輝;湯根春;潘建強;劉建湖;;標(biāo)準(zhǔn)浮動沖擊平臺沖擊環(huán)境試驗及分析[J];兵工學(xué)報;2014年S2期

3 周華;唐恒;;某型艦抗沖擊試驗爆源定位方法研究[J];艦船電子工程;2014年11期

4 王軍;郭君;姚熊亮;楊棣;;浮動沖擊平臺對應(yīng)實船沖擊環(huán)境判別分析[J];振動與沖擊;2014年06期

5 金輝;李兵;權(quán)琳;宋敬利;;不同邊界條件下炸藥水中爆炸的能量輸出結(jié)構(gòu)[J];爆炸與沖擊;2013年03期

6 蔣國巖;宋敬利;周華;金輝;;艦船模型海上抗爆試驗[J];噪聲與振動控制;2012年06期

7 戴光昊;高長偉;劉永恒;張帆;;彈性安裝齒輪箱抗沖擊特性時域計算分析[J];噪聲與振動控制;2012年06期

8 孫大鵬;王永亮;王樹樂;;基于實船抗爆炸沖擊試驗的爆源定位方法[J];艦船科學(xué)技術(shù);2012年04期

9 馬錦垠;陳高杰;;艦船抗沖擊試驗爆源與靶船定位方法研究[J];電子測量技術(shù);2012年03期

10 汪浩;程遠(yuǎn)勝;劉均;李榮富;;新型矩形蜂窩夾芯夾層加筋圓柱殼抗水下爆炸沖擊載荷分析[J];振動與沖擊;2011年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 劉建湖;艦船非接觸水下爆炸動力學(xué)的理論與應(yīng)用[D];中國船舶科學(xué)研究中心;2002年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 白兆宏;艦船遠(yuǎn)場水下爆炸沖擊環(huán)境的建模方法[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

2 郭君;加筋雙層筒形結(jié)構(gòu)沖擊環(huán)境特性研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2005年

本文編號：2877151