双自由度舵机执行机构冲击载荷的仿真分析

超高速水下航行体航行过程中工况复杂,在加速段速度跨度大,双自由度舵机执行机构承受了较大的瞬态冲击载荷,有必要对其韧性进行分析校核。本文分别建立旋转机构输出轴、减速箱体和展开机构最后一级齿轮副的多刚体动力学仿真模型,分析各机构在冲击载荷下的应力和变形情况,校核结构韧性的可靠性,同时对旋转机构输出轴进行模态分析。仿真与校核结果为机构优化设计提供参考依据。     

水下航行器凸轮发动机凸轮机构的接触应力分析

水下航行器凸轮发动机的凸轮机构是其主要受力部件,在设计过程中必须进行强度校核。通过对凸轮和圆柱滚轮的接触情况进行分析,运用微分几何理论导出了凸轮的工作曲面方程和接触点的诱导法曲率模型,采用弹性力学中的赫兹理论,建立了凸轮机构的接触应力模型,并进行了算例分析。仿真模型能准确地计算水下航行器凸轮发动机凸轮机构的接触应力,可为其设计和参数的选择提供理论依据。     

起重机回转系统的磁流变减振研究

提出一种基于磁流变减压混合模式的面向大功率起重机回转机构冲击载荷的控制方法:在回转机构传动系统的输出端采用波纹状磁流变联轴器将输出轴与回转小齿轮联接,通过控制联轴器的扭转刚度和阻尼特性来调整系统的传动特性,实现对回转机构振动冲击响应特性的调节。结合2种成熟的磁流变液扭矩传递装置结构,通过建立波纹状磁流变联轴器的整体机理模型,根据实际工况,对MQ3235门座起重机回转机构的振动系统动力学模型进行启动过程的数值模拟。结果表明,在确保波纹状磁流变液联轴器的传动转矩能够达到系统要求后,其运动学参数满足起重机回转机构正常工作条件下,齿轮啮合冲击载荷峰值明显减小,最大耗能系数可达到15%,在改善驾驶人员的操作舒适性的同时,提高了起重机回转机构的工作可靠性。     

基于正交试验法的舵板缓冲吸能结构仿真与优化

缓冲装置是水下航行体舵板的组成部分,主要通过缓冲管的压溃变形延长复杂流场对舵板的冲击时间和载荷峰值。为分析不同缓冲结构方案的吸能效果,本文基于正交试验法对影响缓冲吸能效果的内管数、内管壁厚和材料类型等3个因子,在不同的水平下进行搭配组合并确定仿真方案。分析结果表明,选用不锈钢材料、内管壁厚5mm的三内管结构对于保护舵板效果最好。通过落锤冲击试验,研究了不同冲击载荷下缓冲管变形吸能规律,同时也对仿真分析模型进行了校验。     

基于正交试验法的舵板缓冲吸能结构仿真与优化

缓冲装置是水下航行体舵板的组成部分,主要通过缓冲管的压溃变形延长复杂流场对舵板的冲击时间和载荷峰值。为分析不同缓冲结构方案的吸能效果,本文基于正交试验法对影响缓冲吸能效果的内管数、内管壁厚和材料类型等3个因子,在不同的水平下进行搭配组合并确定仿真方案。分析结果表明,选用不锈钢材料、内管壁厚5mm的三内管结构对于保护舵板效果最好。通过落锤冲击试验,研究了不同冲击载荷下缓冲管变形吸能规律,同时也对仿真分析模型进行了校验。     

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.     

多支座激励下舰艇管路系统冲击载荷的加载方法

舰艇管路系统不仅具有复杂的空间结构,而且需要借助多个支座与船舶主体结构相连接,由于船舶在航行时会对管路系统产生各类冲击作用,可能会导致管路系统的局部失稳,甚至发生结构破坏。针对这一问题,本文着重研究管路系统多支座激励下的冲击载荷加载方法,结合有限元仿真软件Abaqus建立管路系统的激励模型,进行管路系统冲击载荷的有限元仿真,对于改善管路系统的设计水平有重要的意义。     

冲击载荷下舱室波纹夹芯板隔振特性研究

为解决船舶航行过程中常见的夹芯板隔振效果不佳的问题,在冲击载荷下对船舶舱室波纹夹芯板的隔振特性进行分析。为保证研究效果,首先计算波纹夹芯结构等效冲击载荷参数,根据计算结果确定船舶在航行过程中夹芯板所受的环境应力隔振曲线,在此基础上,规范舱室波纹夹芯板隔振数值,从而实现对舱室波纹夹芯板隔振特性的分析和研究。实验结果表明,相对于传统方法来说,所提的冲击载荷下舱室波纹夹芯板隔振特性研究方法具有更高的有效性和安全性,充分满足研究要求。     

半浸式螺旋桨强度计算分析

针对半浸式螺旋桨受到交替式变化冲击载荷后引发的强度问题,以MSD 200半浸式螺旋桨推进装置为研究对象,提出了用有限元法来计算半浸式螺旋桨叶片强度的方案.首先,对半浸式螺旋桨在实际工作中所产生的不同方向的力进行分析;其次,利用PropCad软件建模后导入到Solidworks软件中进行螺旋桨强度的静力学分析,实现对半浸式螺旋桨强度的校核.航行试验结果表明:有限元方法是一种可靠的校核半浸式螺旋桨叶片强度的分析方法.     

基于有限元分析的舰船推进轴系抗冲击性能研究

推进轴系是舰船动力系统的重要部件,决定了舰船动力输出的稳定性和可靠性。在舰船日常运行时,会受到水下爆炸、海浪作用力等动态因素的冲击载荷,导致推进轴系产生振动、变形等问题,进而影响舰船的正常运行。因此,研究动态环境下的舰船推进轴系抗冲击性能有重要意义。本文分析了舰船推进轴系工作时受到的扭振和弯曲振动,研究了舰船结构在水下爆炸下的动态响应,并利用有限元分析技术对舰船推进轴系的抗冲击强度进行校核和仿真分析。本研究对提高舰船推进轴系的抗冲击性能有重要的理论指导意义。     

爆炸损伤后U型夹层板剩余强度实验研究

爆炸冲击损伤会对舰船航行和作战造成严重影响,而爆炸后的剩余强度研究对于评估舰船损伤后的生命力具有重要意义。本文以U型折叠式夹层板为研究对象,对水下爆炸冲击损伤后的U型夹层板开展弯曲实验,研究弯曲载荷作用下夹层板在纵、横2个方向的极限承载力和损伤变形模式。根据实验应用有限元软件Abaqus开展数值仿真分析,并把实验和仿真结果进行对比,以验证和完善有限元仿真分析技术,为分析基于夹层板的舰船结构强度提供技术支撑。     

船舶航行视景分布式可视化仿真技术研究

首先分析航行视景分布式可视化仿真系统结构,并指出本文采用的多通道视景的视锥是旋转方式的;然后对仿真过程中的2个关键技术进行阐述,并设计技术实现路线;最后建立虚拟现实场景和3D模型进行系统仿真,并根据仿真流程实现三通道135°的航行视景仿真效果。     

水下航行器中间旋转环式机械密封性能分析

根据水下航行器的不同工况,借助Ansys对中间旋转环式机械密封进行仿真分析其密封性能,为该密封装置在水下航行器上的应用提供理论支持。     

变冲击面载荷作用下船舶板架结构强冲击响应研究

为了更好应对复杂的航行条件,对变冲击面载荷作用下船舶板架结构强冲击响应情况进行深入调查和研究,基于变冲击面三维波动函数算法对冲击流场强度和弹性影响参数进行计算,针对计算结果模拟出抗冲击船舶板架结构,分别对板架结构中的平板和加筋板的抗冲击响应效果进行优化。最后通过实验检测表明,结合变冲击面三维波动函数算法对船舶板架结构进行分析和优化可有效提高船舶板架的抗冲击性,保障船舶航行安全。     

新型尾轴密封弹簧组冲击响应分析

利用Ansys软件对轴密封弹簧组进行了冲击载荷响应分析研究.根据前联邦德国国防军舰建造规范BV043/85,采用2个正、反半正弦波输入冲击加速度,进而模拟轴密封装置冲击载荷作用的时间历程.通过比较不同冲击环境下动、静环端面接触压强与比压随时间的变化情况,分析冲击作用对该轴密封弹簧组端面密封性能的影响.数值模拟的结果验证了轴密封装置在冲击环境下的可靠性.     

特种半潜式无人航行器的优化设计

提出一种新型特种半潜式无人航行器方案,并对该航行器方案开展主尺度初步拟定和舱室划分等总体设计工作。基于STAR CCM+软件对该型航行器的水动力性能进行数值仿真分析,分析结果可作为推进系统设计及船型主尺度优化的依据。结合实际工程产品需求分析制约航行器推进系统设计的影响因素,分析续航力、航速、主机功率及电池质量之间的匹配关系,同时提出基于约束关系的主尺度优化方法。最后针对性能校核及数值仿真中发现的问题,提出半潜式无人航行器的进一步优化方案。     

船体梁载荷反演方法与试验研究

针对实际航行过程中船体梁载荷难以直接测量的问题,提出一种弯扭分解载荷反演算法,以弯扭耦合载荷作用下的结构响应为输入,分离并输出结构所承受的弯矩和扭矩,并通过船体梁弯扭分解试验对该算法的可行性进行验证。船体梁载荷反演结果表明,提出的弯扭分解算法能将船舶航行过程中耦合在一起的载荷进行有效的分解测量,具有工程可行性。     

前置预旋定子强度分析方法研究

前置预旋定子是一种水动力性能良好的节能装置,目前没有一种明确的结构强度分析方法。本文以1艘4万吨散货船前置预旋定子为研究对象,针对前置预旋定子航行状态分析,确定了前置预旋定子载荷计算方法。并在此基础上对所设计的定子结构进行振动和强度校核。本文所提出的定子结构强度分析方法还可以应用于同类节能装置的强度校核。     

基于CFD的1100 TEU集装箱船风载荷计算分析

集装箱船不同的搭载状态在相同的风况环境下其受风载荷不同,影响船舶推进性能及船舶航行稳性。对集装箱船在不同搭载状态、不同风夹角时的风载荷进行CFD仿真计算、分析、比较,为集装箱船的搭载方式提供参考,进而降低航行过程中船舶所受的阻力,提高船舶航行性能,减少运营成本,提高经济效益,达到节能减排的目的。     

船舶在冲击载荷作用下的可靠性结构设计

当船舶航行在复杂水域时,不可避免会发生碰撞事故,若船舶的结构不够稳定,在这种碰撞的冲击下,可能会发生非常严重的事故,造成船舶沉没。因此在船舶设计时,就要充分考虑结构的稳定性和抗冲击能力。本文对船舶的冲击载荷和应变率概念进行阐述,并基于这2个指标重点优化了船舶的可靠性结构,通过动力学相关定理,对甲板受到冲击时的应力分布进行仿真分析,在提高船舶的甲板耐受力的同时,大大加强了其抗冲击能力。