大型涡轮机组抗冲击性能数值研究

为找出舰船设备在受冲击时的薄弱环节,保证舰船战斗力,有必要分析舰用设备的抗冲击能力。分析了舰用涡轮机组的抗冲击能力,使用ProE软件建立涡轮机组三维几何模型,并利用HyperMesh软件进行有限元网格划分。将有限元模型导入ABAQUS软件,基于显示求解器对涡轮机组抗冲击能力进行时域计算。结果表明：典型部位轴承的响应更剧烈,压气机主轴的响应则相对复杂,应予以保护;涡轮机组在冲击校核工况下具有足够的安全性,且设备的薄弱环节主要集中在框架与底架搭接处,以及轴承、齿轮啮合齿和连接螺栓处等构件连接部位。     

舰用齿轮箱及推力轴承抗冲击三维数值模拟

采用动态设计分析方法对舰用齿轮箱和推力轴承进行抗冲击性能分析,同时创新性地引入质量控制领域中的[3σ]准则思想,基于齿轮箱和推力轴承冲击作用响应确定齿轮箱和推力轴承的抗冲击危险区域,针对大齿轮传动轴轴承、轴承座、大齿轮传动轴辐板部位、下箱体箱壁交叉处等抗冲击的薄弱环节和危险区域进行结构优化设计,并与原结构进行对比分析。结果显示,适当增加危险区域的板厚,在设备质量仅微量增加的前提下可显著提高舰用齿轮箱的抗冲击能力,所采用的评估体系和流程适用于舰船所有设备的抗冲击性能预测与评估。     

子模型方法在舰船设备连接结构强度研究中的应用

对子模型方法进行了详细的介绍，并以某舰用齿轮箱为计算模型，验证了冲击载荷下子模型方法计算舰船大型设备中的连接结构强度问题的有效性，其计算结果与常规计算方法的结果十分吻合．以某舰用齿轮箱为算例进行抗冲击计算，应用子模型方法对该齿轮箱连接构件进行了强度校核．计算结果表明，该齿轮箱的连接构件可以满足相关抗冲击要求，螺栓结构的动态响应特性与螺栓的连接形式有密切关系．研究结果对大型舰载设备连接构件的强度校核提供了新思路，具有一定的参考价值．     

柴油机抗冲击性能实船水下爆炸冲击试验研究

柴油机是现代舰船主要动力源之一,其抗冲击性能直接影响舰船生命力.舰用柴油机具有体积重量大、附属设备多、运行维护要求高等特点,难以在陆上进行抗冲击台架试验.实船水下爆炸冲击试验是发现舰用柴油机抗冲击薄弱环节,检验舰用柴油机抗冲击性能的有效手段.通过试验中对舰用柴油机进行运行监控、实时测量,以及试验后对柴油机进行拆检分析,初步总结出舰用柴油机的抗冲击薄弱环节,提出舰用柴油机冲击防护设计建议,研究成果可应用于舰船动力设备抗冲击防护措施设计中.     

舰用燃气轮机抗冲击性仿真评估方法

燃气轮机作为现代舰船常用的主动力装置,其抗冲击能力是影响舰船生命力的重要因素之一.介绍了一种对舰用燃气轮机抗冲击性的数字仿真技术评估方法,通过对在冲击载荷下的舰用燃气轮机有限元模型进行仿真计算分析,得出燃气轮机抗冲击能力临界线,对其冲击安全性进行评估,可用于舰用燃气轮机抗冲击能力的设计或校核.     

舰用设备与船体一体化强度评估方法研究

舰载复杂设备与船体之间的弹性耦合效应不可忽略,在进行舰载大型设备抗冲击数值实验时必须确定合理的技术来妥善处理外部冲击环境、舰体结构、局部结构和舰用设备之间的关系。基于主从系统耦合振动理论,以舰用炮塔结构为研究对象,设计多种冲击输入对非一体化与一体化舰炮结构进行抗冲击数值计算,并将计算结果进行对比分析,对舰用设备抗冲击分析方法以及适用范围进行探讨,旨在寻找一套适合我国国情的舰用设备抗冲击的研究方法,为舰用设备抗冲击性能设计及性能评估提供参考。     

冲击环境下船用压气机薄弱环节仿真分析

为了研究燃气轮机在水下非接触爆炸冲击载荷作用下的抗冲击能力,以燃气轮机中的重要部件压气机为抗冲击数值模拟研究对象,利用商用软件Hyper Mesh开展压气机的有限元建模,并对原始模型进行简化。将有限元模型导入Abaqus软件,通过模态计算验证简化模型的合理性,利用正负三角波分别从垂向、横向和纵向作为冲击载荷输入,基于显示求解器对压气机开展抗冲击能力的时域计算和分析,得到压气机部件在冲击环境下的薄弱环节。结果表明,压气机的垂向冲击响应远大于其他2个方向的冲击响应;支架是压气机结构的抗冲击薄弱环节;动叶片在垂向冲击的作用下和机匣之间没有发生碰撞的现象。所得结论可以为压气机抗冲击试验提供思路。     

利用DDAM方法分析舰用增压锅炉抗冲击特性

舰用设备的抗冲击能力关系到舰船生命力,是舰船抗冲击研究的重点.文中对动态设计分析方法(DDAM)进行详细介绍,采用DDAM对某舰用增压锅炉进行抗冲击分析,计及增压锅炉不同工作状态下内压变化对冲击响应的影响,计算结果得到了增压锅炉的抗冲击特性,表明工作状态使设备抗冲击能力降低,但DDAM分析工作应力对冲击响应的影响比较保守.本文旨在对舰用设备抗冲击分析设计提供参考.     

非接触水下爆炸舰船结构响应分析

军舰以及实施水下爆破任务的舰船不可避免要遭受水下装药爆炸的冲击载荷,舰船上人员与设备要承受由此带来的强冲击.确定舰船遭受水下爆炸引起的冲击环境,对舰船人员和设备的防护都有指导作用.针对3 000 t级水面舰船,应用Abaqus有限元软件建立舰船有限元模型,计算了距舰船水平距离60 m,装药水深60 m,1000kgTNT当量装药水下爆炸,舰船的冲击环境.得到的舰船典型部位结构的速度响应数值合理,规律正确,得到的舰船冲击环境可以指导舰船人员及设备的冲击防护设计.     

爆炸载荷下舱壁结构模型化技术研究及其结构响应分析

舰船在海战中是最易受到攻击的目标,反舰导弹打入到舰船内部会产生大量的冲击波。因此在狭小的舱室内,爆炸冲击波对舰船舱壁结构的破坏不容忽视。本文运用大型有限元软件MSC.DYTRAN对舱壁结构进行数值仿真模拟。先对结构的有限元模型进行研究,确定其舱室个数,结构简化程度及建模所需的其他参数。然后对单、双层舱壁模型结构进行响应分析,单、双层舱壁模型结构的响应数值进行对比,得出双层舱壁结构模型的抗爆抗冲击能力明显优于单层舱壁结构模型,以上结论为舱壁结构的优化设计提供了参考。     

Numerical simulation of the anti-shock performance of a gear case

Both sea battles and testing of ship in underwater explosions reveal unacceptably poor anti-shock performance of important shipboard equipment. Anti-shock performance of shipboard equipment is a significant factor determining fighting strength and survivability. The anti-shock performance of a shipboard gear case based on BV043/85 was investigated using numerical simulation. A geometric model of the gear case was built using MDT software and meshed in HyperMesh software, and then the finite element model of the gear case was formed. Using ABAQUS software, the anti-shock performance of the gear case was simulated. First, shock response of typical regions of gear case was determined. Next, some generalizations were made about the anti-shock performance of the gear case by analyzing the Mises stress of typical regions varied with shock inputs. Third, weak regions were determined from simulation results. The threshold values of shock resistance of the gear case at different impulse widths were obtained through interpolating the numerical simulation results selected from the most dangerous spot. This research provides a basis for further optimization of the design of gear cases.     

潜艇双层舷侧结构水下接触爆炸特性数值分析

为研究潜艇双层舷侧在水下接触爆炸作用下的破坏特性和抗爆性能,对潜艇舱段进行等比例实体建模,利用非线性有限元软件LS-DYNA作为工具进行仿真。归纳总结了舷侧主要结构的破坏模式及响应特点,并从吸能的角度探讨了各结构对抗爆性能的贡献度,结果可为结构的强度优化设计提供参考。     

齿式离合器接合过程动态特性的仿真研究

为得到大功率低速离合器轮齿在轴向接合过程中的动态冲击载荷,进而为强度分析提供依据,首先以存在转速差和轴向相对运动的内啮合齿轮副作为研究模型,采用系统动力学分析软件ADAMS分析了轮齿接合过程的动态特性,给出了完整接合过程的动态扭矩、轴向力和转速等关键参数,结果显示存在转速差和轴向相对运动的齿轮副在接合过程中产生较大的轴向力和扭矩冲击值,并且轮齿转速差、接合速度和轴向推力等参数对冲击载荷具有较大影响;以存在锁止角的锁销和摩擦片联动为主要研究对象,分析了锁销及摩擦片接合过程的动态特性,给出了完整接合过程的动态扭矩、轴向力和转速等关键参数,结果显示锁销及摩擦片在该联动过程中产生较大的轴向力和扭矩冲击值.该结果可为相关离合器的设计提供依据.     

舰船舷侧防护结构水下接触爆炸动响应分析研究

舰船舷侧防护结构在接触爆炸载荷作用下的动响应问题是舰船抗爆抗冲击设计的重要组成部分。根据国外水面舰船防护结构形式,在某单层舷侧舰船模型基础上增设舷侧防护隔壁结构,并应用国际上通用的动力有限元程序ABAQUS对其进行水下接触爆炸系列数值仿真实验,考核舷侧防护结构对舰船抗爆抗冲击性能的影响。通过结果的对比分析发现,增设舷侧防护结构后较明显改善了船体外板的损伤情况,且防护隔壁仅发生了少量的塑性变形没有产生破口,从而达到了保护内部机舱等重要舱室的目的,并以防护结构双层隔舱内填充液体抗冲击性能最佳。     

旋涡影响下的振动翼水动力性能

Fish are able to make good use of vortices. In a complex flow field, many fish continue to maintain both efficient cruising and maneuverability. Traditional man-made propulsion systems perform poorly in complex flow fields. With fish-like propulsion systems, it is important to pay more attention to complex flow fields. In this paper, the influence of vortices on the hydrodynamic performance of 2-D flapping-foils was investigated. The flapping-foil heaved and pitched under the influence of inflow vortices generated by an oscillating D-section cylinder. A numerical simulation was run based the finite volume method, using the computational fluid dynamics (CFD) software FLUENT with Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) equations applied. In addition, dynamic mesh technology and post processing systems were also fully used. The calculations showed four modes of interaction. The hydrodynamic performance of flapping-foils was analyzed and the results compared with experimental data. This validated the numerical simulation, confirming that flapping-foils can increase efficiency by absorbing energy from inflow vortices.     

基于C#的船舶液压舵机系统动态仿真

根据船舶液压舵机系统的工作原理和实船舵机系统的相关参数,建立船舶液压舵机系统的数学模型,在此基础上开发基于C#及GDI+技术的船舶液压舵机系统仿真软件,完成船舶液压舵机系统工作过程的动态仿真,实现实时数据显示,操作响应等功能。     

船用柴油发电机组的浮筏隔振及其效果分析

为了减小船用机械振动向船体结构的传递,常采用浮筏隔振系统对船舶设备进行集中隔振。文章对某船用柴油发电机组进行了隔振设计并研究其效果,采用有限元软件MSC Patran建立了隔振系统的动力学模型。首先计算得到了各阶模态,然后分析了隔振系统参数变化对隔振效果的影响,最后研究了不同激励对瞬态动力学特性的影响。计算结果表明,浮筏隔振系统的设计满足隔振要求,隔振性能及抗冲击性能良好。     

船用柴油机高压共轨系统动态特性研究Ⅰ

从系统层面通过试验与计算相结合的方法开展研究,以改善船用柴油机共轨系统燃油的压力波动,减少各缸喷射过程的互相干扰为目标.对整体式共轨燃油系统开展试验研究,揭示了影响共轨压力波动的主要因素,并指出该系统结构在船用柴油机应用上的局限性.对分布式共轨燃油系统开展仿真分析,并与整体式系统进行比较,研究表明,分布式共轨系统可明显改善系统动态性能,代表了未来船用柴油机共轨系统的发展趋势.