潛射導(dǎo)彈水下振動(dòng)與出水動(dòng)力學(xué)分析
發(fā)布時(shí)間:2021-05-15 01:05
針對(duì)潛射導(dǎo)彈發(fā)射出水過(guò)程中所涉及到的力學(xué)環(huán)境變化非常復(fù)雜的問(wèn)題,本文研究了潛射導(dǎo)彈水下運(yùn)動(dòng)以及出水過(guò)程的模態(tài)、頻率、動(dòng)力學(xué)響應(yīng)等問(wèn)題,以期為導(dǎo)彈出水過(guò)程的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度應(yīng)力分析提供參考。本文建立了自由梁的橫向振動(dòng)方程和縱向振動(dòng)方程,結(jié)合自由梁在水下的動(dòng)水壓力問(wèn)題,建立了水下自由梁的耦聯(lián)振動(dòng)方程;诮Y(jié)構(gòu)水下振動(dòng)理論和流固耦合理論,采用ALE算法及ANSYS軟件研究了導(dǎo)彈出水模態(tài)的變化規(guī)律,計(jì)算了導(dǎo)彈的干、濕模態(tài)及固有頻率,所得數(shù)據(jù)與以往經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)比,結(jié)果顯示計(jì)算數(shù)據(jù)相差很小。采用有限元軟件ANSYS\LS-DYNA模塊,對(duì)在相同深度不同發(fā)射速度下的導(dǎo)彈出水動(dòng)力學(xué)和相同速度不同深度下的導(dǎo)彈出水動(dòng)力學(xué)問(wèn)題進(jìn)行了研究,得出了彈體結(jié)構(gòu)表面應(yīng)力及表面壓力隨時(shí)間的變化規(guī)律,同時(shí)得出導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)表面的最大和最小壓力及應(yīng)力位置。研究結(jié)果表明彈體結(jié)構(gòu)頂部區(qū)域、3/4區(qū)域和底部區(qū)域的壓力和應(yīng)力的平均值要大于其他部位的壓力和應(yīng)力的平均值。潛射導(dǎo)彈的出水動(dòng)力學(xué)問(wèn)題是復(fù)雜多變的,本文的研究工作為潛射導(dǎo)彈垂直發(fā)射提供了一定的技術(shù)參考。
【文章來(lái)源】:哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:82 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 研究背景
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 水下模態(tài)分析國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.2 出水動(dòng)力學(xué)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要內(nèi)容
第2章 結(jié)構(gòu)水下振動(dòng)基本理論
2.1 自由梁的縱向振動(dòng)
2.1.1 假設(shè)條件
2.1.2 梁縱向振動(dòng)的微分方程
2.1.3 自由梁的縱向振動(dòng)的解
2.2 自由梁的橫向振動(dòng)
2.2.1 歐拉梁的定義
2.2.2 梁橫向振動(dòng)的微分方程
2.2.3 自由梁的橫向振動(dòng)的解
2.3 水下自由梁的耦聯(lián)振動(dòng)
2.3.1 圓柱形結(jié)構(gòu)物的動(dòng)水壓力
2.3.2 自由梁水下的橫向自由振動(dòng)
2.4 結(jié)構(gòu)水下振動(dòng)理論
2.4.1 劉易斯附加水理論介紹
2.4.2 結(jié)構(gòu)水下振動(dòng)的非對(duì)稱理論
2.5 流固耦合概述
2.5.1 流固耦合定義及特點(diǎn)
2.5.2 流固耦合問(wèn)題分類
2.6 流固耦合算法介紹
2.6.1 ALE算法的控制方程
2.6.2 時(shí)間積分
2.6.3 平滑算法
2.6.4 對(duì)流算法
2.6.5 流體-結(jié)構(gòu)耦合算法
2.7 本章小結(jié)
第3章 導(dǎo)彈動(dòng)態(tài)特性分析
3.1 單元介紹
3.2 導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)分析
3.3 干模態(tài)分析
3.4 濕模態(tài)分析
3.5 仿真結(jié)果校核
3.6 本章小結(jié)
第4章 導(dǎo)彈出水動(dòng)力學(xué)分析
4.1 有限元模型的建立與求解
4.1.1 有限元模型
4.1.2 邊界條件的設(shè)定
4.1.3 求解控制
4.1.4 修改K文件并求解
4.2 導(dǎo)彈出水動(dòng)力學(xué)仿真
4.2.1 仿真算法與模型狀態(tài)方程參數(shù)介紹
4.2.2 相同深度不同發(fā)射速度下出水動(dòng)力學(xué)分析
4.2.3 不同深度相同發(fā)射速度下出水動(dòng)力學(xué)分析
4.2.4 出水載荷特性分析
4.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
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(xiàn)】:
期刊論文
[1]導(dǎo)彈水下動(dòng)機(jī)座垂直發(fā)射過(guò)程的水動(dòng)力計(jì)算[J]. 尚書聰,張宇文,袁緒龍. 艦船科學(xué)技術(shù). 2009(09)
[2]潛載導(dǎo)彈垂直發(fā)射橫向振動(dòng)特性仿真分析[J]. 裴譞,張宇文,袁緒龍,張紀(jì)華. 兵工學(xué)報(bào). 2009(08)
[3]導(dǎo)彈水下潛射過(guò)程的流體—固體耦合仿真[J]. 程載斌,劉玉標(biāo),劉兆,申仲翰. 兵工學(xué)報(bào). 2008(02)
[4]A second order volume of fluid (VOF) scheme for numerical simulation of 2-D breaking waves[J]. ZONG Zhi1 and DONG Guo-hai2 1. School of Naval Architecture, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China 2. State Key Laboratory of Coastal and Offshore Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China. Journal of Marine Science and Application. 2007(02)
[5]潛射導(dǎo)彈水下垂直自拋發(fā)射過(guò)程研究[J]. 曹嘉怡,魯傳敬,李杰,吳磊. 水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展(A輯). 2006(06)
[6]AN EXPERIMENTAL STUDY ON VERTICAL HYDRODYNAMIC FORCE ON A CIRCULAR SLAB NEAR FREE SURFACE BY WATER WAVES[J]. LAN Ya-mei, LIU Hua, XUE Lei-ping, CHEN Gang School of Naval Architecture, Ocean and Civil Engineering, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200030, China. "Journal of Hydrodynamics(Ser.B) J". 2006(02)
[7]流體固體動(dòng)力耦合分析的有限元法[J]. 劉云賀,俞茂宏,陳厚群. 工程力學(xué). 2005(06)
[8]A 2-D NUMERICAL IRREGULAR WAVE TANK AND ITS VERIFICATION[J]. LI Ben-xia, YU Xi-ping Department of Hydraulic Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China YU Yu-xiu State Key Laboratory of Coastal and Offshore Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China. Journal of Hydrodynamics(Ser.B). 2005(02)
[9]考慮流固耦合作用的艦船抗沖擊仿真計(jì)算[J]. 汪玉,周璞,劉東岳,華宏星,沈榮瀛. 振動(dòng)與沖擊. 2005(01)
[10]導(dǎo)彈發(fā)射過(guò)程數(shù)值模擬[J]. 傅德彬,劉琦,陳建偉,姜毅. 彈道學(xué)報(bào). 2004(03)
博士論文
[1]復(fù)合材料圓柱殼結(jié)構(gòu)動(dòng)響應(yīng)及屈曲[D]. 肖漢林.華中科技大學(xué) 2006
碩士論文
[1]潛射導(dǎo)彈水下發(fā)射及出水過(guò)程三維數(shù)值研究[D]. 楊曉光.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[2]水下運(yùn)行結(jié)構(gòu)自振特性研究[D]. 李翠霞.太原理工大學(xué) 2004
[3]潛射導(dǎo)彈發(fā)射與出水載荷研究[D]. 殷崇一.西北工業(yè)大學(xué) 2004
本文編號(hào):3186648
【文章來(lái)源】:哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:82 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 研究背景
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 水下模態(tài)分析國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.2 出水動(dòng)力學(xué)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要內(nèi)容
第2章 結(jié)構(gòu)水下振動(dòng)基本理論
2.1 自由梁的縱向振動(dòng)
2.1.1 假設(shè)條件
2.1.2 梁縱向振動(dòng)的微分方程
2.1.3 自由梁的縱向振動(dòng)的解
2.2 自由梁的橫向振動(dòng)
2.2.1 歐拉梁的定義
2.2.2 梁橫向振動(dòng)的微分方程
2.2.3 自由梁的橫向振動(dòng)的解
2.3 水下自由梁的耦聯(lián)振動(dòng)
2.3.1 圓柱形結(jié)構(gòu)物的動(dòng)水壓力
2.3.2 自由梁水下的橫向自由振動(dòng)
2.4 結(jié)構(gòu)水下振動(dòng)理論
2.4.1 劉易斯附加水理論介紹
2.4.2 結(jié)構(gòu)水下振動(dòng)的非對(duì)稱理論
2.5 流固耦合概述
2.5.1 流固耦合定義及特點(diǎn)
2.5.2 流固耦合問(wèn)題分類
2.6 流固耦合算法介紹
2.6.1 ALE算法的控制方程
2.6.2 時(shí)間積分
2.6.3 平滑算法
2.6.4 對(duì)流算法
2.6.5 流體-結(jié)構(gòu)耦合算法
2.7 本章小結(jié)
第3章 導(dǎo)彈動(dòng)態(tài)特性分析
3.1 單元介紹
3.2 導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)分析
3.3 干模態(tài)分析
3.4 濕模態(tài)分析
3.5 仿真結(jié)果校核
3.6 本章小結(jié)
第4章 導(dǎo)彈出水動(dòng)力學(xué)分析
4.1 有限元模型的建立與求解
4.1.1 有限元模型
4.1.2 邊界條件的設(shè)定
4.1.3 求解控制
4.1.4 修改K文件并求解
4.2 導(dǎo)彈出水動(dòng)力學(xué)仿真
4.2.1 仿真算法與模型狀態(tài)方程參數(shù)介紹
4.2.2 相同深度不同發(fā)射速度下出水動(dòng)力學(xué)分析
4.2.3 不同深度相同發(fā)射速度下出水動(dòng)力學(xué)分析
4.2.4 出水載荷特性分析
4.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
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(xiàn)】:
期刊論文
[1]導(dǎo)彈水下動(dòng)機(jī)座垂直發(fā)射過(guò)程的水動(dòng)力計(jì)算[J]. 尚書聰,張宇文,袁緒龍. 艦船科學(xué)技術(shù). 2009(09)
[2]潛載導(dǎo)彈垂直發(fā)射橫向振動(dòng)特性仿真分析[J]. 裴譞,張宇文,袁緒龍,張紀(jì)華. 兵工學(xué)報(bào). 2009(08)
[3]導(dǎo)彈水下潛射過(guò)程的流體—固體耦合仿真[J]. 程載斌,劉玉標(biāo),劉兆,申仲翰. 兵工學(xué)報(bào). 2008(02)
[4]A second order volume of fluid (VOF) scheme for numerical simulation of 2-D breaking waves[J]. ZONG Zhi1 and DONG Guo-hai2 1. School of Naval Architecture, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China 2. State Key Laboratory of Coastal and Offshore Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China. Journal of Marine Science and Application. 2007(02)
[5]潛射導(dǎo)彈水下垂直自拋發(fā)射過(guò)程研究[J]. 曹嘉怡,魯傳敬,李杰,吳磊. 水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展(A輯). 2006(06)
[6]AN EXPERIMENTAL STUDY ON VERTICAL HYDRODYNAMIC FORCE ON A CIRCULAR SLAB NEAR FREE SURFACE BY WATER WAVES[J]. LAN Ya-mei, LIU Hua, XUE Lei-ping, CHEN Gang School of Naval Architecture, Ocean and Civil Engineering, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200030, China. "Journal of Hydrodynamics(Ser.B) J". 2006(02)
[7]流體固體動(dòng)力耦合分析的有限元法[J]. 劉云賀,俞茂宏,陳厚群. 工程力學(xué). 2005(06)
[8]A 2-D NUMERICAL IRREGULAR WAVE TANK AND ITS VERIFICATION[J]. LI Ben-xia, YU Xi-ping Department of Hydraulic Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China YU Yu-xiu State Key Laboratory of Coastal and Offshore Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China. Journal of Hydrodynamics(Ser.B). 2005(02)
[9]考慮流固耦合作用的艦船抗沖擊仿真計(jì)算[J]. 汪玉,周璞,劉東岳,華宏星,沈榮瀛. 振動(dòng)與沖擊. 2005(01)
[10]導(dǎo)彈發(fā)射過(guò)程數(shù)值模擬[J]. 傅德彬,劉琦,陳建偉,姜毅. 彈道學(xué)報(bào). 2004(03)
博士論文
[1]復(fù)合材料圓柱殼結(jié)構(gòu)動(dòng)響應(yīng)及屈曲[D]. 肖漢林.華中科技大學(xué) 2006
碩士論文
[1]潛射導(dǎo)彈水下發(fā)射及出水過(guò)程三維數(shù)值研究[D]. 楊曉光.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[2]水下運(yùn)行結(jié)構(gòu)自振特性研究[D]. 李翠霞.太原理工大學(xué) 2004
[3]潛射導(dǎo)彈發(fā)射與出水載荷研究[D]. 殷崇一.西北工業(yè)大學(xué) 2004
本文編號(hào):3186648
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/jingguansheji/3186648.html
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