爆炸冲击载荷下高压气瓶及其管道系统抗冲性能优化方法研究

本文研究水下非接触爆炸冲击载荷下高压气瓶及其管道系统冲击响应动力学建模、计算方法及减振系统优化设计方法。首先通过缩聚梁建模方法建立了某高压气瓶及其管道系统动力学计算模型,使用动态设计分析方法分析该系统承受冲击载荷时的动响应特性。为实现高压气瓶及其管道系统优化设计,基于ISIGHT软件搭建优化平台,通过二次序列规划等优化算法,对高压气瓶及其管道系统多个隔振器刚度进行组合优化设计,提高了高压气瓶及其管道减震系统的缓冲抗冲隔振能力。     

水下爆炸载荷下舰船结构冲击响应研究现状

航行中的船舶，尤其是执行特殊任务的水下舰艇。其浮筏隔振装置面临着水下爆炸所导致的冲击以及相应的设备碰撞等问题，其动力学行为直接影响舰船的可靠性与寿命，因而是船体与浮筏隔振系统极限强度的控制因素。在现代战争中，军舰或其它工程结构可能受到来自空中或水中爆炸冲击载荷的作用。一般来     

减振腔冲击特性的试验研究

某舰载核探测设备在爆破冲击作用下,易造成核心探测器件的破坏和失效,由此设计了减振腔结构以实现缓冲和减振.采用电动振动测试系统产生的半正弦冲击波,对减振腔进行了多组冲击载荷试验,获得了减振腔在输入系列冲击振动载荷下系统输入 - 输出特性的数据,通过分析计算得到了系统的减振比.结果表明,减振腔系统具有良好的抗冲隔振性能.     

船舶结构气幕减振的模型试验研究

对船舶结构气幕减振的模型试验研究作了介绍和讨论。试验模型为铝质,平底,尖首,方尾,开口薄壁型船模,试验在循环水槽中进行,通过2种吃水,2种喷气孔径,5种喷气流量,2种水流速度的选择组合,研究了气幕对船模自由振动,强迫振动和振动阻尼的影响,试验结果表明,气幕对船舶结构的强迫振动响应有较大的抑制作用,有明显的降噪效果,气幕减振有重要的应用前景。     

遭受沉底爆炸载荷作用下的圆柱结构冲击损伤计算

论述了圆柱结构对水下爆炸的冲击损伤计算方法与数值模拟算法。简要介绍了试验工况、计算模型、计算条件等,对沉底状态下圆柱结构遭受沉底水下爆炸作用下的实际损伤与仿真结果进行了对比,研究了冲击毁伤与载荷强度、炸药之间的关系,并应用圆柱壳屈曲理论讨论计算圆柱结构冲击响应的方法,提出了应用表面平均总压力来表征爆炸载荷强度,为今后的潜艇结构抗冲击试验方案设计提供参考。     

船舶基座中复合减振结构应用实验研究

在船舶基座结构中设计了粘贴粘弹性阻尼层、插入空心阻振结构和填充颗粒等单一减振结构及多种复合减振结构基座结构振动加速度导纳为评价指标,采用振动传递实验对比研究了各种减振方式的减振效果。实验结果表明,粘贴阻尼层在分析频率内减振效果明显,最大减振效果达到了10 d B;在基座结构中简单地插入阻振结构,不仅没有阻振效果,反而使得振动增强;复合减振结构的减振效果优于单一减振结构,所设计的复合减振方案的减振效果达到14.05 d B。研究成果对船舶基座结构声学设计具有参考价值。     

舱内爆炸冲击载荷特性实验研究

探讨有/无防护舱壁结构对典型舱室在战斗部内爆下载荷及毁伤特性的影响,指导舰船重要舱室的防护设计。

设计典型的双舱结构模型,以大舱室模拟爆炸当舱,小舱室模拟重要舱室,开展常规钢制舱壁与多层含液防护舱壁这2种舱室结构在6.12 kg TNT带壳装药内爆作用下的载荷及毁伤对比试验,分析破片及冲击波载荷特性,以及结构破口及变形毁伤特征。

结果显示,柱锥形战斗部前端产生的破片的飞散角基本一致,且前端的破片数量少于环向破片数量;爆炸冲击波有明显的角隅汇聚特点,冲击波能量会随结构的强弱发生流向改变,整体能量更易向结构较薄弱处倾泻;在冲击波和破片的联合毁伤下,常规钢制横舱壁中心会产生大破口,而多层含液防护舱壁则仅迎弹面有较大的塑性变形及少量破片穿孔,背弹面结构完整;多层含液防护舱壁能有效阻止爆炸能量传递至邻舱,但会加剧爆炸当舱的结构毁伤。

“疏堵”（舱壁加强或减弱）防护设计方法在舰船重要舱室防护中具有重要的实用价值。

     

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。     

细长螺旋结构拉伸力学行为解析理论适用性研究

基于曲梁理论推导了细长螺旋结构拉伸力学行为的求解公式,探究了不同缠绕角度结构在轴向拉力作用下的力学变形机制。通过理论解与数值解的比较,进一步明确了不同缠绕角度细长螺旋结构的变形特征和不同理论求解方法的适用范围。研究发现,具有较大缠绕角度的细长螺旋结构在受拉时主要产生扭转变形,而对具有较小缠绕角度的细长螺旋结构截面拉伸变形起主导作用。在相同轴向应变前提下,不同缠绕角度的细长螺旋结构内力以45°为中心成对称分布,这大大降低了工程设计的计算量,为工程中细长螺旋结构的分析设计提供了有益参考。     

基于ANSYS的ST/STS Offshore锚结构优化设计

ST/STS Offshore锚是一种新型大抓力钢板焊接锚.文章以5000kgST Offshore锚为例,应用三维软件Pro/E对STOffshore锚进行参数化建模,并用ANSYS进行有限元结构优化设计.经过优化,在重量没有明显变化的前提下,该锚具有更高的强度和安全性.     

基于NAPA Steel的船体结构参数化建模研究

将参数化技术应用到设计领域,从而提高设计效率.在船舶设计领域,由于产品的复杂性,参数化设计的研究有较大的难度,通常是依托相应的专业软件为平台来进行研究的.文中借助NAPA Steel为软件平台,进行了三维船体结构参数化设计的研究,通过参数优化可大大提高船体结构的设计效率.     

水下爆炸载荷作用下舰船结构响应研究综述

在海战中,水下爆炸载荷是舰船结构的主要威胁之一。舰船结构响应非常复杂,可以分为整体响应和局部响应两大类,分别从这两个方面总结了水下爆炸载荷作用下舰船结构响应研究的国内外研究进展情况。根据不同的研究方法,从理论、试验和仿真三个角度对收集的文献进行了详细的分析与总结,并在此基础上提出了现有工作中的不足,对该领域有待解决的问题和发展趋势进行了展望,可为其他研究者提供参考。     

复杂载荷作用下潜艇结构疲劳裂纹扩展预报方法

统一疲劳裂纹扩展模型是课题组在McEvily模型基础上提出来的,它将疲劳裂纹扩展的3个扩展区域统一起来,并能解释更多的疲劳试验现象.本文介绍了统一疲劳裂纹扩展模型的基本表达式.将此模型与焊缝焊趾表面裂纹应力强度因子的计算方法结合起来,探讨复杂载荷作用下潜艇结构疲劳裂纹扩展预报方法.将服从Weibull分布的随机载荷系列编排为升序、降序载荷谱及随机载荷谱,预报潜艇锥柱结合壳焊缝焊趾处表面裂纹在3种载荷谱下的疲劳裂纹扩展情况,并分析随机载荷谱下载荷次序效应及初始裂纹尺寸对疲劳裂纹扩展行为的影响.结果表明,载荷次序效应对潜艇结构疲劳寿命的影响很明显,且合理的确定初始裂纹尺寸对潜艇结构的疲劳寿命预报是非常重要的.     

水下爆炸载荷作用下舰船结构动响应及新型防护结构

为提高舰船的战斗力和生命力,研究水下爆炸载荷作用下典型舰船结构的损伤破坏模式以及构件爆炸变形能吸收特性乃是极其必要的。基于上述研究,并结合吸能理论,设计出4种吸能效果好、结构材料轻、制造工艺简单的舰船双层底新型防护结构形式;采用数值仿真与试验相结合的研究方法,分析新型结构形式的吸能效果,获得吸能效果较佳的舰船双层底新型防护结构形式。     

爆炸冲击载荷下加筋板塑性动力响应分析

基于非线性动力学软件Abaqus,对爆炸冲击载荷下的加筋板塑性动力响应行为进行研究,探讨加筋板的结构形式、载荷冲击波波形、材料应变率效应等参数对加筋板塑性动力响应的影响.仿真分析结果表明加筋板结构形式对加筋板抵抗爆炸载荷能力影响较为明显;冲击载荷峰值时间影响加筋板最终塑性变形的大小;应变率效应对加筋板最终塑性变形影响较大.     

舰船结构在爆炸载荷作用下的破坏研究综述

在研究国内外相关文献的基础上,针对舰船结构在爆炸冲击载荷作用下的破坏所涉及到的研究方法,对板壳结构和水面舰船的破坏理论分析、试验研究方法、数值分析方法给予总结。根据国内外研究的进展情况,对水面舰船的破坏研究现状和研究的空白领域给予简要介绍。指出了尚待进一步研究的问题。     

舱室爆炸载荷作用下舷侧防护结构的响应研究

文章对舱室爆炸载荷作用下舷侧防护结构的响应进行了研究,对防护结构的破坏形式、纵舱壁的响应等进行了详细分析.在舱室爆炸载荷作用下,防护结构中以膨胀舱的受损程度最为严重,液舱往里结构受损程度较轻.受膨胀舱中隔板间距疏密影响的,主要是膨胀舱中甲板及横舱壁,液舱往里结构所受影响很小.     

船体结构在垂直发射冲击载荷下的动力响应分析

讨论了导弹发射冲击动力响应分析的一般原理和冲击动力响应分析的方法。以某舰为例,确定了导弹垂直发射的有关工况,计算了导弹发射舱附近环境结构的冲击动力响应,其结果为导弹发射舱环境结构的强度与安全性评估提供了依据。