着速和着角对水雷入水过载影响的数值仿真分析

为了研究高速水雷入水时受到的过载情况,采用流固耦合仿真软件MSC-Dytran,对水雷击水问题进行数值模拟仿真研究。分别计算了不同入水情况下雷体指定部位的加速度响应随时间的变化。仿真结果表明水,雷冲击载荷随入水速度的增大而迅速增大,入水速度是水雷受到的冲击载荷大小的主要影响因素。对新型水雷的结构设计、引信的设计、水雷装药的安全性设计以及其他元器件的抗冲击设计提供有价值参考。     

带壳圆柱体战斗部爆炸后破片特性数值仿真研究

为了研究两端带壳圆柱体战斗部爆炸后产生破片的速度分布,采用有限元仿真分析了球体战斗部爆炸,并将仿真计算结果与Gurney公式的计算结果进行了对比,仿真结果与理论计算结果吻合良好,验证了通过分离节点法计算带壳战斗部的破片分布的可行性。对不同长径比的带壳圆柱体战斗部的爆炸过程进行仿真计算,分析了长径比对破片大小、侧壁速度分布、端盖与侧壁的速度变化规律影响。研究结果表明:长径比较大时,侧壁的破片飞散的角度较小,破片大小相对较小;侧壁速度分布沿轴向基本满足抛物线的分布规律,长径比达到一定大小后,抛物线的峰值则趋于稳定;端盖速度的变化规律基本满足随着长径比的增大呈线性下降的趋势;侧壁的平均速度则是随着长径比的增大而增长,但存在一定的极限。     

头部形状对水雷入水载荷及水下弹道影响的数值仿真分析

为了研究不同形状雷头对水雷入水过载及水雷水下弹道的影响,利用流固耦合仿真软件对半球形、锥形、斜锥形、平头半球形水雷击水问题进行数值模拟仿真研究,计算了4种不同雷头形状水雷入水时头部加速度和速度响应随时间的变化.通过研究表明,斜锥形能有效降低水雷入水时受到的载荷,对新型水雷的结构设计、引信的设计、水雷装药的安全性设计及其他元器件的抗冲击设计提供有价值参考.     

锥壳形战斗部爆炸破片的速度特性及形成模式研究

本文揭示了战斗部爆炸破片的形成机理,采用了SPH方法仿真模拟了锥壳形战斗部壳体膨胀碎裂成破片的过程,在此基础上开展了对比实验,得到了锥壳形战斗部爆炸破片速度特性和形成模式。结果表明:锥壳形战斗部远端封盖形成的破片的速度是近端封盖的1.3倍,且锥壳上破片沿轴向的速度远高于其它壳体高度上测点的速度。锥壳形战斗部爆炸破片以拉伸模式为主,占总破片的49.3%;拉-剪混合模式次之,占总破片的30.4%;剪切模式最少,占总破片的20.3%。     

攻角对半穿甲战斗部侵彻航母双层靶板的效应研究

采用数值仿真方法,建立半穿甲战斗部对航母双层板侵彻效应的数值仿真计算模型,并计算战斗部以6种不同攻角侵彻目标的动态响应过程。结果表明,攻角对战斗部侵彻航母双层靶的能力有显著影响。随着初始攻角增加,战斗部的靶后余速下降,当初始攻角为20°和25°时,战斗部未能穿透航母的吊舱甲板。战斗部撞击吊舱甲板的攻角相对于初始攻角均有所增加,严重影响了战斗部对吊舱甲板的侵彻能力。战斗部对目标的侵彻破坏模式均属于延性扩孔和冲塞破坏模式。战斗部侵彻航母双层靶的过载较大且高过载持续时间长。当攻角大于10°时,战斗部在侵彻第1层靶板时,横向过载比较明显,导致战斗部结构出现不同程度的弯曲变形,这些因素给战斗部的结构完整性、装药稳定性和引信可靠性带来严峻挑战。该研究可用于指导半穿甲战斗部设计及其毁伤效应研究。     

基于声学无限元法的加筋圆柱壳声振特性研究

以无限长圆柱壳体为研究对象,基于声学无限元法利用数值计算方法对其结构外声场进行分析,对加筋圆柱壳的振动和远场水下噪声特性进行研究,讨论外壳厚度、内壳厚度、托板厚度、型材尺寸等结构参数对壳体表面振动均方加速度级及远场辐射声压级的影响。结果表明:改变外壳厚度参数对其表面振动均方加速度级及远场辐射声压级影响最大。     

攻角对半穿甲战斗部侵彻航母双层靶板的效应研究

采用数值仿真方法,建立半穿甲战斗部对航母双层板侵彻效应的数值仿真计算模型,并计算战斗部以6种不同攻角侵彻目标的动态响应过程.结果表明,攻角对战斗部侵彻航母双层靶的能力有显著影响.随着初始攻角增加,战斗部的靶后余速下降,当初始攻角为20°和25°时,战斗部未能穿透航母的吊舱甲板.战斗部撞击吊舱甲板的攻角相对于初始攻角均有所增加,严重影响了战斗部对吊舱甲板的侵彻能力.战斗部对目标的侵彻破坏模式均属于延性扩孔和冲塞破坏模式.战斗部侵彻航母双层靶的过载较大且高过载持续时间长.当攻角大于10°时,战斗部在侵彻第1层靶板时,横向过载比较明显,导致战斗部结构出现不同程度的弯曲变形,这些因素给战斗部的结构完整性、装药稳定性和引信可靠性带来严峻挑战.该研究可用于指导半穿甲战斗部设计及其毁伤效应研究.     

几何制造误差对圆柱壳声辐射影响的数值仿真分析

通过ANSYS和SYSNOISE有限元软件对含有制造几何误差的圆柱壳体进行仿真建模和声辐射计算并与理想状态的完善圆柱壳体结果进行对比.查看由不同形式的几何误差所带来的对声辐射的影响,并得出其声辐射有着随几何误差增大而增大的规律.     

战斗部远场水下爆炸对舰船冲击损伤评估

利用128核并行计算版ABAQUS软件对爆破型战斗部由远至近攻击舰船的5个工况进行数值模拟,给出主甲板、内底和底龙骨等重要部位的加速度响应,分析冲击因子为0.24-0.78时加速度响应的变化规律。利用实船爆炸试验测量结果对所用仿真算法进行对比验证,并提出采用相对加速度冲击因子的表征参数来评价战斗部远场水下爆炸对靶船的冲击损伤效果。研究成果可为爆破型战斗部毁伤能力评估及舰船结构抗冲击性能评估提供参考。     

基于虚拟样机的柴油机配气机构运动学动力学仿真分析

采用PRO/Engineer与ADAMS软件建立了16VPA6STC柴油机配气机构系统的完整数字化虚拟样机原型与多体动力学分析模型,在此基础上对该配气机构进行了系统动态特性仿真分析,得到了进,排气阀等关键部件的位移、速度、加速度以及受力等运动学和力学参数.通过理论数据和仿真数据对比,验证了动力学模型的正确性,分析了不同速度对气阀的影响,为进一步有限元结构分析以及系统优化提供了基础.