各主要海军国家设备抗冲击标准之比较

一个国家海军舰艇的抗冲击能力的强弱不但与舰船抗冲击技术相关的研究能力、设计能力和试验能力密切相关,而且决定于其所采用的抗冲击标准的指标的高低和执行标准的严格程度.该文重点分析了美国、英国、德国和俄罗斯的设备抗冲击标准,并将这些标准进行了定量比较,指出我国舰艇设备抗冲击标准本身及其应用中存在的问题,提出了我国舰艇抗冲击标准体系及其应用的改进建议.     

国外舰载设备抗冲击考核研究方法概述

舰艇在水下非接触爆炸中,舰载设备的抗冲击能力最弱,各海军强国十分重视舰载设备抗冲击考核研究工作.目前国外对舰载设备的考核研究主要通过冲击机试验、浮动冲击平台试验、仿真计算实验及实船爆炸试验四种方式进行.本文对国外舰载设备的抗冲击考核研究方法进行归纳总结,对国内开展舰载设备的抗冲击考核研究提供参考.     

关注舰艇生命力和战斗力:舰艇抗冲击技术研究

舰艇抗冲击技术研究始于19世纪。早在1860年,美国海军就开展了实船的船体抗爆试验。在第二次世界大战中,敌方水中兵器的水下爆炸冲击,造成了美国海军舰艇严重破坏,损失惨重,这使美国海军充分认识到要提高舰艇的生命力,不仅要改进舰艇的结构设计,而     

基于DDAM方法的舰艇导弹发射装置冲击仿真

舰船设备抗冲击性能是评价舰艇生命力的重要因素之一.应用美国海军用以考核舰船设备抗冲击性能的动态设计分析方法(DDAM),考核舰船甲板设备四联装导弹发射装置的抗冲击性能.通过模态理论分析,导出DDAM方法中的重要概念模态质量.仿真结果表明,四联装导弹发射设备横向冲击位移响应最大,纵向冲击mises应力最大,并超出材料许用应力范围,抗冲击性能不能满足舰船设备抗冲击考核要求.垂向抗冲击性能和纵向抗冲击性能达到舰船设备抗冲击考核要求.     

实船冲击试验测量数据集成管理技术

实船水下爆炸冲击试验是开展舰艇抗冲击技术研究的重要方法,试验测量数据的获取是实船冲击试验的重要目标和关键所在,实船冲击试验的高度复杂性给测量数据的有效使用管理提出了严峻挑战.该文以实船冲击试验条件下测量数据的高效使用管理为目标,对实船冲击试验数据的特点进行了分析并提出了数据管理需求,在此基础上,从测点编号、测量数据信息要素、数据转化、数据集成化入库、数据集成化出库等方面对实船冲击试验测量数据集成管理技术进行了全面的研究,可以为开发实用的实船冲击试验测量数据管理系统提供技术支撑.     

水下爆炸抗冲击标准综述

水下爆炸抗冲击标准可以为舰船及舰载设备抗冲击试验的设计及实施提高科学的依据。搜集了国外水下爆炸抗冲击相关标准,以及依据标准建立的抗冲击试验设施和开展的抗冲击试验,分析了国外抗冲击标准的特点,对我国的抗冲击标准建立与完善有一定指导意义。     

舰载设备冲击试验系统研制现状和发展趋势

利用冲击试验系统模拟产生水下爆炸冲击环境是考核舰载设备抗冲击能力的重要手段.本文总结了国内外现有的和正在研制的各种冲击试验系统的主要性能和工作特点,分析了舰载设备冲击试验系统的发展趋势,指出尽快研制高速、重载、双波冲击试验系统是提高中国舰载设备抗冲击能力的重要途径.     

钢纤维轻骨料混凝土抗冲击性能试验研究与统计分析

对5组钢纤维体积掺量分别为0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的钢纤维轻骨料混凝土圆饼试件进行了自由落锤冲击试验.试验结果表明:钢纤维的掺入可以提高轻骨料混凝土的抗冲击性能,而且钢纤维的体积掺量越多,提高效果越明显.由于试验结果具有较大的离散性,借助数理统计的方法对试验结果进行分析,研究随着钢纤维掺量的改变,铜纤维轻骨料混凝土抗冲击性能的变化规律.采用对数正态分布和两参数的威布尔分布分别对5组钢纤维轻骨科混凝土的抗冲击性能进行概率分布拟合,拟合结果表明,对数正态分布和两参数威布尔分布均能很好地描述不同掺量钢纤维轻骨科混凝土的抗冲击性能.最后,采用两种分布拟合了钢纤维轻骨料混凝土的抗冲击性能方程.     

三脚支撑模拟结构冲击动力学分析及试验研究

地震工况下的抗冲击性能是保证结构安全运行的重要指标,一般可以通过抗冲击分析及模拟试验来检验结构的抗震性能.本研究通过建立结构抗冲击模拟跌落试验平台,设计了一款力传感器,具体采用"静标动用"法对某装置冲击力进行测量.为验证该方法的可靠性,在试验的基础上使用动量定理对其进行理论验证,同时使用有限元分析方法对冲击过程进行模拟.对比试验、理论及有限元分析结果发现,"静标动用"法在本研究问题上测量精度较高,满足工程实际要求,具有一定的测试可靠性.     

舰艇抗冲瓦隔声性能试验研究

抗冲瓦能够很好地实现对水下非接触爆炸载荷的整体冲击隔离.其特殊的空腔结构是否同时具有隔声性能也广为关注,为此,在某海域港湾内对一艘试验船进行了敷设与未敷设抗冲瓦的声辐射噪声对比试验.试验结果表明,抗冲瓦在广泛的频域内均具有良好的隔声性能.舰艇湿表面敷设抗冲瓦对舰艇本体噪声向水中辐射的抑制效果量级为:0.1～1 kHz频段约为5 dB:1～3 kHz约为10 dB;3 kHz以上15 dB,能够较大地降低舰艇的水中辐射噪声,为提高舰艇整体的隐身性能提供了一种新的技术和方法.     

舰船发电机抗冲击性能分析

为了保证舰艇的战斗力,在舰艇设计阶段通常要对艇内设备的抗冲击性能进行校核。对某浮筏原动机发电机系统进行三维有限元建模,用弹性体具体模拟了筏体、发电机和原动机定转子结构,分析了发电机冲击条件下定转子的响应。然后与两步法(采用多刚体简化建模计算出发电机等效刚性块响应,作为界面输入分析发电机的定转子响应)进行了对比。通过3组方案的比较,发现两步法在很多情况下分析结果远比整体建模偏小,常导致严重的欠估计。     

舰艇抗冲瓦整体冲击隔离新概念及其机理研究

基于声阻抗失配原理,提出了舰艇抗冲瓦对水下爆炸冲击的整体隔离新概念.采用波动理论和Taylor平板模型.以冲击波在水、覆盖层、空气层、船体钢中的传播过程为研究对象,建立了实心敷设层结构(消声瓦的简化模型)和带空腔敷设层结构(抗冲瓦)的流固耦合模型.利用Abaqus软件建立舰艇抗冲瓦三维冲击响应模型.算例结果表明,抗冲瓦能够很好地隔离水下爆炸冲击波.大大降低船体结构材料应力和加速度冲击响应峰值,并能在广泛的频域内显著降低舰艇冲击响应.     

一种舰艇水下爆炸冲击响应的简化分析方法

针对舰船设计初期缺少水下爆炸冲击响应预估方法的问题,提出了一种将DDAM方法和Taylor平板理论相结合的舰艇水下爆炸冲击响应理论模型。该理论模型根据Taylor平板理论将船底简化为自由平板,根据DDAM方法将船体结构各层甲板简化为质量-弹簧系统以模拟各层甲板对底舱的反作用。计算得到了船体结构各层甲板冲击响应,并与缩比模型试验数据进行了对比验证。结果表明这种简化分析方法能够较好模拟舰艇舱段各层甲板在水下爆炸的冲击响应,可为舰艇设计初期的冲击环境预估提供借鉴。     

设备缓冲平台在水下爆炸载荷作用下冲击响应分析

 在水下爆炸舰船抗冲击试验中,缓冲平台是设备冲击防护的有效工具。为检测缓冲平台在爆炸载荷下的缓冲特性,用小型浮动冲击平台作为试验冲击载体,对缓冲平台和平台上设备的基础输入进行测量,并采用冲击谱分析方法进行处理分析,得到了缓冲平台冲击响应特性。试验分析结果表明,缓冲平台采用不同的阻尼比对平台设备冲击响应的影响较大;当设备的自身质量较大时,平台上设备响应谱会出现明显的谱跌现象;在设备抗冲击防护设计时,应当考虑设备质量及固有频率对冲击谱的影响,这样有利于减小设备抗冲击防护设计难度。     

舰载直升机“舰面共振”动力学分析

为了解舰载直升机舰面开车状态的动力学特性,以某舰载直升机为研究对象,建立了全机多体动力学模型、起落架液压缓冲系统模型和旋翼减摆器液压模型,进行了全机"舰面共振"动力学仿真分析。研究了舰船横摇角、舰船运动周期、旋翼液压减摆器参数对直升机"舰面共振"稳定性的影响。结果表明:在"舰面共振"状态,旋翼液压减摆器节流孔参数对舰载直升机机身振动幅值有较大的影响,随着减摆器节流孔孔径的增大,机身振动幅值大幅增加,直升机不稳定转速区扩大;舰船运动周期对机身振动幅值和不稳定转速区几乎没有影响;在不稳定转速区之外,舰船横摇角对机身振动稳态响应幅值的影响较明显。进入不稳定转速区后,由于自激振动影响,机身大幅振动,舰船横摇角对机身振动幅值的影响不再明显。     

舰艇抗冲瓦水下爆炸流固耦合冲击动力学模型

 为更好的反映水下爆炸作用下舰艇抗冲瓦芯层复杂结构动力学特性,基于多自由度动力学、Taylor平板理论一阶DAA法,提出了舰艇抗冲瓦在水下爆炸冲击波载荷作用下的流固耦合与冲击动力学模型。抗冲瓦冲击响应分为3个阶段,I阶段是在冲击载荷作用下的一维流固耦合开始阶段,水中气穴开始产生;II阶段芯层开始被压溃,但此时抗冲瓦表层速度开始降低,水质点的附加冲量起到重要作用;III阶段是从减速到回弹阶段,抗冲瓦在弹性恢复力和流体阻尼共同作用下产生减速和反弹。3个阶段的理论模型揭示了水下爆炸作用下抗冲瓦的冲击响应过程。通过理论模型和算例研究发现,所提出的模型能很好的反映具有复杂芯层结构的抗冲瓦在水下爆炸冲击波作用下的缓冲与耗能机理,抗冲瓦芯层密度对其缓冲效果影响显著。这些性能特点可以用于在给定质量情况下对抗冲瓦进行几何优化设计。     

战斗部侧弦攻击舰船内爆毁伤能力评估

建立了舰船内爆毁伤的静爆试验方法,并基于该方法建立了数值模型。通过实验分析与数值模拟,获取了战斗部内爆产生的冲击波超压和破片毁伤参数,分析了冲击波超压对主、临舱室人员的毁伤情况及破片的主要毁伤范围,为战斗部对相同舰船目标的毁伤威力及毁伤评估提供参考依据。     

船撞力强度指标对船撞桥响应的影响

确定船舶的撞击力是桥梁设计的关键问题之一,本研究针对船撞力强度指标的选择,探讨了不同船撞力强度指标对桥梁结构响应的影响.首先建立了一艘轮船撞击刚性墙的高精度有限元模型,得到了不同撞击吨位与撞击速度下的船撞力时程,并根据不同的船撞力强度指标进行了等效,将等效静力作用于结构的响应值与结构动力响应值进行了对比.结果表明,平均船撞力得出的结构响应最小,局部平均船撞力与峰值船撞力得出的动力响应相差不大;从结构响应随撞击吨位与撞击速度的变化规律方面来看,采用局部平均船撞力作为强度指标更为合理;在采用3种船撞力强度指标时都必须考虑动力效应的影响,否则会得到偏小的结构响应值.     

升船机系统在地震作用下的响应

为研究升船机系统在地震作用下的响应特征,根据垂直升船机承船厢的受力特点,在承船厢的纵剖面上建立了包括平衡重子系统、主提升子系统和船厢子系统的简化力学模型,将承船厢中的水处理为理想流体,承船厢和船舶处理为刚体,推导了耦合系统的动力学方程.采用模态综合法实现了耦合方程的对称化,利用振型叠加法计算了地震作用下水体的响应和承船厢以及船的运动情况.实例分析证明,地震作用下系统响应以低频率为主,响应很小;船的存在对水体的响应有较大影响.