基于APDL的桅杆优化设计

利用APDL的程序与宏技术组织管理ANSYS的有限元分析命令，实现参数化建模，施加参数化载荷与求解以及参数化后处理结果的显示，以实现参数化有限元分析全过程。在参数化的分析过程中，可以简单修改其中的参数，达到反复分析各种尺寸、不同载荷大小的多种设计方案的目的。通过对某舰艇桅杆的优化设计，简要阐述了基于APDL的优化设计的基本概念及设计过程，描述了桁架桅杆的优化设计过程，对优化结果进行了分析。     

复合材料帆船桅杆强度可靠性分析

针对帆船桅杆失效事件,基于船舶领域可靠度理论,对复合材料帆船桅杆的可靠度进行计算。建立复合材料帆船桅杆的有限元模型,对某一铺层方案进行强度校核。基于可靠性理论,采用JC法和Matlab软件对复合材料帆船桅杆的强度可靠性进行分析,最终得到复合材料桅杆的可靠性指标。该研究能避免传统强度校核采用的确定性方法不能保证结构每个位置在一定概率下都是安全的缺点,对复合材料桅杆的结构可靠性研究具有一定的参考价值。     

复合材料桅杆抗空爆性能研究

采用等效分析方法模拟复合材料桅杆上夹层板结构在空中非接触爆炸载荷下的毁伤形式,根据模拟海战设置工况,计算得到桅杆在空爆载荷下的动态响应,并由所得数据统计出了不同爆距下的抗冲击极限.同时,改变桅杆材料构成,优化结构形式,提高桅杆抗爆性能.为复合材料桅杆抗空爆性能的研究提供了参考,并为桅杆结构的设计提供了理论依据.     

复合材料桅杆应力分布特性及其极限载荷研究

船用复合材料桅杆采用新颖的八边形筒形结构,复合材料夹层板对于桅杆来说也是一种创新探索,对其应力分布特性和极限载荷的研究具有实际意义。通过力学分析,给出了桅杆在真实环境中所受到的三种载荷具体形式,并采用流体动力学方法,模拟出三种载荷共同作用下复合材料结构的受力响应情况,由此得到其应力分布规律。再通过大量计算得到不同蒙皮和芯材厚度下胶层应力随风速变化曲线,由此得到该种复合材料夹层结构在常用厚度范围内的极限载荷统计规律,以供参考。     

DDG-53舰桅杆和桅杆天线的模态试验

琼．保．琼斯号舰主桅杆结构和桅杆上天线的模态试验是一项大型工程的一部分，即精确地确定所建造桅杆／天线系统的动态特性和它在振动与水下爆炸冲击环境下的适存性，以前对ＤＤＧ－５１级舰进行了桅杆和天线的数学分析，估算了冲击试验下的加速度响应水平，计算表明某些部位的响应超标。而现在提供的模态试验结果则进一步提供了包括结构模态振型频率和阻尼的动响应特性。用以表示船舶结构柔性的试验数据包括支承桅杆的甲板舱。另外     

复合材料圆柱壳的稳定性及其优化设计

本文利用一阶剪切理论和Reddy高阶剪切理论计算了考虑横向剪切变形影响的复合材料层合圆柱壳的线性失稳载荷和几何非线性失稳载荷。分析了壳体的几何参数、铺层数、铺层角、半径厚度比值对失稳临界荷值的影响。在铺层的优化设计中利用随机试验法与可变容差法相结合,探讨了寻求临界荷值最大的铺层角最优化问题,并利用约束非线性混合离散变量优化程度对铺层角为离散值的问题进行了优化。碳纤维环氧树脂圆柱壳模型试验表明本文计算结果是可靠的。     

风载作用下综合集成桅杆动态特性实验研究

综合集成桅杆采用复合材料层合板制造,在风载下的动力性能相比传统桅杆有很大改变.通过水池拖曳实验模拟桅杆受风载时的动力特性,测试压力和加速度等动态响应,分析复合材料层合板的力学特性,并与数值计算结果进行对比分析.结果表明:综合集成桅杆在迎风时的动力响应最大;桅杆复合材料层合板的实验值和计算值吻合良好,其应力值和位移值随载荷的增加呈线性变化,桅杆在流体中运动时不会发生共振.     

一种新型复合舱壁结构的静力优化设计方法

针对一种新型的复合舱壁结构开展静力学分析和优化设计。首先求解了复合舱壁在横向载荷作用下的挠曲面近似表达式;其次将复合舱壁的屈曲解耦为钢板的屈曲和层合板的屈曲,并提出了两者屈曲载荷的匹配关系;最后,以重量最小为优化目标,开展了复合舱壁的静力学优化设计,建立了优化数学模型,并提出了优化流程：首先对层合板的铺层角度进行优化,然后根据钢板和层合板屈曲载荷匹配的原则,确定钢板和层合板的厚度,最后进行弯曲性能的优化,确定陶瓷绵的厚度。     

一种降低潜艇升降桅杆回转力矩的改进设计

开展潜艇升降桅杆回转机构改进设计,减小桅杆回转力矩,以便于艇员操作使用。通过对升降桅杆回转机构进行分析,采用增加推力滚子轴承的方式以降低回转力矩,并通过台架试验进行测试验证。研究结果表明,改进方案在保持桅杆对外接口不变情况下,显著降低了桅杆回转力矩,台架测试最大值远小于指标值。改进设计解决了潜艇升降桅杆回转力矩过大问题,工程实施性好。     

复合材料圆柱壳的稳定性及其优化设计

本文分别利用一阶剪切理论和Reddy高阶剪切理论计算了考虑横向剪切变形影响的复合材料层会圆柱壳的线性失稳载荷和几何非线性失稳载荷。分析了壳体的几何参数、铺层数、铺层角、半径厚度比值对失稳临界行值的影响。铺层的优化设计中利用随机试验法与可变容差法相结合，计算了寻求临界行值最大的铺层角最优问题，并利用约束非线性混合离散变量优化程序对铺层角为离散值的情况进行了优化。碳纤维环氧树脂圆柱壳模型试验表明本文计算结果是可靠的。     

桅杆计算中几个因素的综合分析

在几艘舰艇桅杆计算的基础上，综述了桅杆计算模型的建立和选取。桅杆细胞形式及计算模型对桅杆强度和振动特性的影响，并对桁架桅和筒形桅两种桅杆形式进行了分析比较。     

复合材料—钢混合结构封闭式桅杆振动特性研究

由于隐身性的需求,复合材料—钢混合结构的封闭式桅杆逐渐在舰船上使用。开展了复合材料—钢混合结构封闭式桅杆的模态试验,通过实验检验了桅杆数值计算模型,并采用数值方法研究了雷达罩复合材料夹层板板厚对桅杆和顶部雷达罩振动特性的影响规律,通过研究发现复合材料夹层板振动特性良好。此外,根据八边形桅杆的数值计算结果提出了雷达罩总体和局部振动频率的预测方法,通过四边形和六边形桅杆的检验,证明此种预测方法具有普遍意义,为封闭式综合集成桅杆的结构设计提供了有益的参考。     

桅杆的隔振设计

主要讨论桅杆的隔振设计原理及一般设计方法，并用实例对桅杆的隔振设计步骤加以说明。     

潜艇桅杆通信天线发展研究

桅杆类通信天线是潜艇通信天线的一种重要形式,作为潜艇通信系统的重要组成部分,是潜艇在潜望状态实现对外通信功能的关键。本文从配置、功能、性能等方面对外军常规潜艇和核潜艇桅杆类通信天线进行分析,研究提出外军潜艇桅杆类通信天线尤其是多功能通信桅杆天线的发展趋势。     

静水压力下纤维缠绕复合材料壳体耐压因子的优化设计

基于遗传算法和数值分析一体式优化平台,以设计压力因子为目标函数,结构失稳和材料静强度破坏为约束条件,纤维缠绕策略和铺层方式为变量,对静水压力作用下碳/环氧、硼/环氧和玻璃/环氧等三种复合材料壳体的耐压因子进行优化设计.结果表明,复合材料耐压壳体在深海环境下能够提供充足的正浮力;对于不同的复合材料,最大设计压力受限的因素有所不同,主要受限于结构失稳或材料强度破坏;纤维缠绕策略和铺层方式对设计压力因子具有显著影响.文中最后提出变厚度设计、复合材料肋骨等增强方式,旨在解决结构失稳或材料强度破坏对最大设计压力的限制,研究成果可为复合材料耐压壳体结构设计提供参考.     

潜艇桅杆通信天线发展研究

桅杆类通信天线是潜艇通信天线的一种重要形式,作为潜艇通信系统的重要组成部分,是潜艇在潜望状态实现对外通信功能的关键。本文从配置、功能、性能等方面对外军常规潜艇和核潜艇桅杆类通信天线进行分析,研究提出外军潜艇桅杆类通信天线尤其是多功能通信桅杆天线的发展趋势。     

潜艇非穿透式桅杆和潜望镜的研究

潜艇桅杆一直是各国海军研究和关注的重点。随着先进科学与技术的不断发展以及复合材料技术的进步，新研制的各种材质桅杆、天线不断涌现，非穿透式桅杆就是其中之一。重点介绍非穿透式桅杆及复合材料在制作桅杆中的优点与应用。     

两种典型桅杆的多极化RCS统计分析

对舰船RCS基本统计量进行归类和分析,以桁架式和封闭式桅杆缩比模型为研究对象,基于快速多极子方法,对其在各种极化组合下的单站RCS进行计算和统计分析.结果显示：桅杆的RCS随雷达波入射姿态角有较多的起伏,且幅值较大,RCS序列密度峰值偏向低于平均值方向.封闭式桅杆比桁架式桅杆的整体的隐身效果更好,但在当舰船处于最不利角度时封闭式桅杆的隐身效果并不一定占优.RCS分布在不同极化方式下均存在差异,在进行桅杆隐身设计或分类识别时应不建议考评单个极化方式,但可忽略交叉极化工况.