一种用于潜艇冲击响应分析的结构建模方法

本文提出一种用于潜艇冲击响应分析的结构建模方法,将潜艇结构简化为等截面梁,计算结构振动频率,利用结构振动频率、水下爆炸冲击波能量和舱室破损数量构建潜艇结构总体模型。利用模块化设计方法设计和构建潜艇耐压壳体结构、舱壁结构、甲板结构和压铁,并参照实际情况设计各模块的组装方式。通过对结构各个模块基本参数的确定,对潜艇总体尺寸与质量、振动频率和重心位置等总体指标进行计算与控制,使得模型与实艇具有良好的一致性,为潜艇结构冲击响应分析提供手段。     

典型攻击武器作用下单壳体潜艇响应规律

采用平摊板厚方法,将双壳体潜艇的非耐压壳体的刚度和质量折合到耐压壳体,从而形成一个近似的单壳体潜艇。在此基础上,利用大型有限元软件对单壳体潜艇结构的冲击环境进行数值仿真研究,提取典型武器单发命中单壳体潜艇时潜艇结构不同位置处的冲击响应,对典型位置进行傅离叶谱分析和冲击响应谱分析。通过对比分析得出结论:正下方工况爆炸时潜艇的冲击响应以垂向响应为主;耐压壳和内部结构响应具有明显的规律性;各部位的冲击响应主要以中频段为主,高频的成分丰富,响应差异很大。相关结论为单壳体潜艇的艇体冲击环境评估以及进一步对其生命力水平的评估提供依据。     

无人水下平台对潜艇网络中心战能力的影响

介绍了网络中心战的概念与实质，指出了网络中心战对潜艇隐蔽性带来的挑战。通过介绍无人水下平台的概念、使命及特点，从三个侧面论述了其对提升潜艇网络中心战能力的巨大作用。     

单壳体潜艇在气泡脉动载荷作用下的响应规律研究

基于Geers与Hunter提出的自由场气泡脉动载荷计算方法,利用开尔文冲量法分析气泡自由场假设成立的条件．并将简单结构的计算结果同试验值进行对比,验证了所用算法的有效性。通过对简化的单壳体潜艇结构在不同气泡工况下响应的求解分析,得出如下结论：当气泡与边界距离大于其半径的3倍时,可忽略结构对气泡运动的影响：声固耦合法可有效求解结构在气泡脉动下的响应：在低频气泡脉动载荷激励下,结构的一阶及三阶垂向运动被激起．且以一阶运动为主：结构一阶垂向湿频率与气泡脉动的频率相差一定时,结构频率与其鞭状运动幅度呈负相关趋势：当气泡脉动频率与结构湿频率接近时,结构的响应出现峰值。     

浮动冲击平台水下爆炸冲击谱测量与分析

物体运动的时域曲线具有直观性,频域分析可以更深刻地认识物体的运动特性。冲击谱分析是研究冲击运动的频谱分析方法,但是冲击加速度测量的零漂现象了冲击谱的正确性。我们在浮动冲击平台水下爆炸试验中,用加速度计算得到的冲击 簧片仪测量的冲击谱互相验证的方法获得了准确的冲击谱。本语文通过分析表明：冲击谱不但可以估算舰船设备受到的冲击响应值,还得到了水下爆炸产生的３个过程,即冲击波,滞后流和二次压力波的３种能量     

远场爆炸潜艇典型舱段冲击响应

应用Autodyn有限元计算程序,建立潜艇典型舱段在1 000 kg TNT当量装药水下爆炸,潜艇壳体距爆炸中心30 m,60 m,120 m,180 m四种工况条件下的潜艇壳体损伤及潜艇典型位置冲击环境。计算结果表明,远场爆炸条件下,潜艇壳体迎爆面一般不会出现塑性损伤,潜艇舱室隔板是应力最大的部位。30 m,60 m,120 m,180 m四种工况条件下,潜艇典型位置的速度响应峰值分别为6.5 m/s,4.5 m/s,1.6 m/s和1.0 m/s。     

多发武器同时命中时潜艇冲击环境研究

本文旨在研究潜艇在遭受单发命中和多发武器同时命中后的冲击环境对比分析.潜艇的冲击环境是考核潜艇生命力问题的关键.它又可以分为以下几种情况:单发命中、多发同时命中和延时命中.本文结合大型有限元动力分析软件LS-DYNA对某型潜艇进行了单发命中、多发同时命中时的数值模拟研究,对潜艇在遭受典型武器攻击后的冲击环境和冲击因子进行了研究,计算了艇体在受攻击后全艇的加速度响应,并给出了单发命中时冲击响应(加速度)峰值在潜艇不同部位的规律,以及单发命中和多发同时命中时冲击响应(加速度)的对比分析.通过数据分析表明:单发命中时冲击响应峰值在潜艇的不同部位有着不同的趋势,在水中爆炸冲击波作用的同时结构还会受到前驱波的作用,两发同时爆炸的加速度峰均值并不等于相应两个单发爆炸的简单代数和.这对于整个潜艇的生命力研究有着重要的意义.     

水下非接触爆炸作用下潜艇生存概率研究方法分析

建立了一种在进行潜艇生存能力评估过程中,潜艇设备所受冲击加速度的计算方法。将艇体看成初级质量,先求出艇体各处的响应,并把设备看作次级质量,以艇体相应部位的冲击响应输入,然后对设备的冲击响应进行求解,最终给出计算设备损伤概率的计算机仿真流程图。此方法已成功运用于船模实验。     

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.     

船舶与导管架平台碰撞的动力响应研究

以ANSYS/LS-DYNA为软件平台,提出一种处理船舶与海洋平台碰撞的有限元建模分析方法,优于传统的分步多次计算方法,通过数值实验证明有相当的精度,能够满足研究需要.探讨碰撞中的应变率问题,并计算船舶以2 m/s碰撞导管架平台的动力响应.     

波浪在导弹出水过程中影响效果数值分析

应用Ansys/Ls-dyna数值计算的方法研究波浪对导弹出水姿态的影响,获取了导弹在不同波浪等级条件下出水姿态变化规律。利用数值分析计算方法,得出了极限波浪等级条件下导弹出水姿态参数。     

自升式平台桩腿海上对接过程中的碰撞问题

碰撞现象在海上作业中时有发生,给人员和财产安全带来极大威胁。本文基于非线性有限元理论,研究自升式平台桩腿吊装过程中浮吊船与平台的碰撞问题以及桩腿移动就位时对平台上层建筑的碰撞问题;分析撞击过程中平台的变形与应力变化及结构失效等情况,给出使平台不同区域发生破坏的临界碰撞速度;给出了浮吊船在就位过程中的安装制动距离以及移动过程中与上层建筑间的安全距离和移动速度限制,为桩腿海上吊装作业方案设计提供参考。     

6000t／h装船机金属结构静力学分析

新型全回转6000t／h装船机因适应船型多而倍受重视。介绍了利用有限元软件ANSYS对整机建模,并求解其应力和位移水平分析了载荷组合。     

海底悬跨管道在内流影响下的动力响应研究

海底管道是海洋油气工程的重要组成部分.如何保障海底管道的安全是设计和研究人员十分关心的问题之一.本文结合工程实际情况,应用有限元数值模型的耦合计算探讨了内流对海底悬跨管道动力响应的影响.针对水平输油悬跨管道,采用三维弹性动力学方程模拟管道,内部流体采用层流模型.通过在流固边界上反复迭代,进行管道及其内部流体系统的三维流固全耦合计算,得到管流耦合系统的固有频率,并与其它频率计算方法的计算结果进行了比较.同时对冲击载荷和波浪载荷作用下,不同流速内流对海底管道动力响应的影响进行了计算和比较分析.     

船舶结构远场爆炸冲击动响应的数值试验方法

提出了一种在AN SY S/LS-DYNA中计算舰船水下非接触爆炸冲击动响应的方法,即用平断面加载法模拟冲击波载荷,利用AN SY S/LS-DYNA自带的解释性语言APDL编制相应的加载程序。讨论了加载面的形式对流场网格划分和压力传播的影响。算例结果表明,使用该子程序进行加载能够有效改善软件在计算水中冲击波压力时压力峰值衰减过快的不足,船体结构的响应与资料中给出的试验值接近。该方法使用范围比较广,并能大幅提高计算速度,对相关理论研究和工程计算具有一定参考价值。     

基于ANSYS的船舶纵向下水弹性计算方法

随着建造的船舶载重吨位的逐年增大,下水过程中船体和船台结构的安全性越来越受到业界的关注.文章提出了基于ANSYS的船舶下水弹性梁计算方法,采用ANSYS参数化设计语言实现下水全过程仿真计算.所开发的程序考虑了船体梁弹性弯曲和墩木等支撑结构的弹性变形,可以准确地预报船舶尾浮及全浮滑程并判断是否存在尾弯及首跌落现象,计算出下水全过程中船体弯矩、剪力、墩木反力及其变化,为校核船体及船台强度提供了准确的荷载.文中还提出了在船尾部安装浮筒以克服尾弯的新措施.     

复杂载荷下集汽联箱开孔接管部位的动态响应分析

针对集汽联箱开孔接管部位采用UG软件建立三维模型,利用有限元分析软件ANSYS求得集汽联箱内部对流换热系数,并对模型进行瞬态热-结构分析,得到了在受压受热环境下联箱紧急启动过程的瞬态应力大小及分布,分析裂纹产生的原因并预测了裂纹产生的位置和发展趋势.     

采用ANSYS 5.7的海底管线起吊过程非线性有限元静力分析

海底管线安装过程中经常采用对接起吊法,在这一过程中管线应力状态较复杂,管线的变形属于大位移几何非线性变形,同时还要考虑管线的双层结构.本文采用有限元分析软件ANSYS5.7模拟管线的起吊过程,采用ANSYS5.7提供的点点接触单元(Contact 52),浸没管单元(Pipe59),直管单元(Pipe16)对管线起吊过程进行接触非线性和几何非线性有限元分析,得到了较为满意和直观的结果.计算结果可以给出指定起吊高度情况下的管线内管、外管的应力分布以及管线和海底泥面接触点的位置,进而可以校核起吊过程中管线内、外管的强度和稳定性是否满足要求.为海底管线起吊对接计算提供了一种新的思路和方法.     

深海平台结构的波浪载荷与动态响应特征

简要介绍当前运用较广的TLP、FPSO、Spar等型式深海平台的生产背景和主要特点,通过对上述各种结构型式深海平台的优、缺点进行深入的比较分析,探讨在南海特殊海洋环境下进行油气资源开采时宜采用的最合理的平台结构型式。