非均匀采样潜艇耐压壳体测量数据处理方法

在役潜艇的建造和修理需要检测其耐压壳体的截面圆度,因现场条件限制或多设备融合测量,测量采样点经常呈现非均匀性,导致最小二乘圆拟合的结果与实际情况不符,研究旨在减小非均匀采样带来的影响,提高拟合圆的精度。基于非均匀采样定权提出一种非均匀采样加权总体最小二乘圆拟合方法,同时考虑观测向量和系数矩阵都有扰动,用于潜艇耐压壳体测量数据的处理。通过对4种不同预设形状的采样分析数值实验表明,该方法能提高非均匀采样情况下圆拟合的精度,但当随机误差加大至1.5 mm,该方法不能完全优于最小二乘法。非均匀采样加权总体最小二乘圆拟合法计算得到的圆心偏差及半径偏差都比最小二乘法的结果更小,具有较好的工程实用价值,可用于在役潜艇耐压壳体圆度测量非均匀采样时的圆拟合计算。     

潜艇耐压结构径向初挠度计算方法试验

针对评定潜艇肋骨初挠度时寻找评定中心不准确的现状,本文利用全站仪进行测量获取母线划分点的二维坐标,并采用评定圆度误差的4种方法的拟合圆心作为初挠度的评定中心对其初挠度进行评定。试验结果表明,最小区域圆法评定精度最高,最小外接圆法和最大内接圆法的评定精度次之,最小二乘圆法评定精度最低。不同的工况可以选择适合的方法,可以提高潜艇耐压结构的建造效率与质量。     

直线型测量臂测量潜艇耐压壳锥段的误差规律

针对一种新型直线型测量臂配合激光圆度分析仪进行潜艇耐压壳体锥段圆度测量时存在的偏差问题，分析偏差的来源，建立偏差修正过程中锥段拟合圆挠度中误差的数学模型，并利用仿真试验进行验证，进而分析直线型测量臂在耐压壳体锥段圆度测量的误差规律，通过模型测量试验验证锥段修正的误差规律。结果表明：测点经修正后可满足锥段拟合圆的精度要求；测量臂的比值越小，挠度中误差越小；测量臂与肋位平面的距离及锥段锥度对修正测点的挠度中误差影响较小。     

潜艇圆度激光测量仪诞生

由中船总公司6354所、701所、438厂等单位和赵九祥、毛晓明、叶仲翘个人联合发明的“潜艇圆度激光测量仪”,获国家级三等发明奖。国务委员,国家科委主任宋健签发的发明奖状,于龙年岁末送达发明者的手中。潜艇耐压体从力学的观点要求理论圆,但在制造过程中因焊接等工艺因素,不可能完全保持理论圆状态,这样就会在水中产生附加应力,使潜艇不能不减少下降深度,从而降低潜艇的战斗性能。     

基于马氏链样本模拟的潜艇耐压结构系统可靠性计算

潜艇耐压结构主要由耐压船体和耐压液舱组成，是潜艇承受外载的主要结构。在结构可靠性分析中，潜艇耐压结构的可靠性分析属于多个相关模式串联的系统可靠性问题。本文提出了一种适合于结构系统可靠性计算的重要样本法，主要的改进在于根据Metropolis准则，构造马尔可夫链模拟样本，并结合重要抽样技术，计算结构的系统可靠性。潜艇耐压结构的系统可靠性计算的算例表明：该方法具有较好的效率和精度。     

智能激光圆度测量仪研究

在现有的科技水平和建造工艺下,舰船的耐压壳体在制造过程中,不可避免的要产生一定的壳圈初绕度。目前,国内耐压壳体径向初绕度一般采用激光圆度测量法,但是这些方法的测量难度大且测量数据没有实现自动化处理。该文设计了一种智能激光圆度测量仪,测量方便,可以实现测量数据的自动处理。通过试验研究,研制的智能激光圆度测量仪硬件及配套的智能激光圆度测控系统软件,广泛用于我国船舶的生产实际中,提高了监测和建造质量。     

波纹截面环形耐压壳设计与分析

在圆截面环形耐压壳基础上,提出一种新型波纹截面环形耐压壳。通过耐压壳体极限强度非线性分析方法,研究波纹数对波纹截面环形耐压壳屈曲载荷的影响规律,优选出一种波纹截面环形耐压壳,并与圆环壳进行对比分析。结果表明,随着波纹数的增加,波纹截面环形耐压壳的屈曲载荷大幅度提高,当波纹数增加到12时,波纹截面环形耐压壳承载能力高达圆截面环形耐压壳的98%,但波纹结构的制造难度和成本大幅度降低。本文研究可为深海空间站的创新设计提供参考。     

潜艇建造中的全站仪高精度转站方法北大核心CSCD

[目的]应用全站仪对潜艇总段耐压壳体进行测量时,由于壳体分层、结构物遮挡等原因,需在多个不同位置架设全站仪才能完成整个舱段的测量,而全站仪自身转站功能限制条件大,无法满足潜艇内部测量的复杂环境要求,也难以保证较好的总体测量精度,因此提出一种新的高精度转站方法。[方法]该方法是在不同站位下均测量设定的几个相同公共点,利用各站位下的公共点坐标设计算法,自动建立多级转站关系,[结果]有效提高了转站精度和测量效率。[结论]实验表明,所提方法在多级转站条件下仍能保证总体测量达到亚毫米精度,可以满足潜艇建造的高精度测量要求。     

潜艇建造中的全站仪高精度转站方法

[目的]应用全站仪对潜艇总段耐压壳体进行测量时,由于壳体分层、结构物遮挡等原因,需在多个不同位置架设全站仪才能完成整个舱段的测量,而全站仪自身转站功能限制条件大,无法满足潜艇内部测量的复杂环境要求,也难以保证较好的总体测量精度,因此提出一种新的高精度转站方法。[方法]该方法是在不同站位下均测量设定的几个相同公共点,利用各站位下的公共点坐标设计算法,自动建立多级转站关系,[结果]有效提高了转站精度和测量效率。[结论]实验表明,所提方法在多级转站条件下仍能保证总体测量达到亚毫米精度,可以满足潜艇建造的高精度测量要求。     

潜艇耐压壳圈初挠度测量方法研究

在使用全站仪测量潜艇耐压壳圈初挠度的方法基础上,提出转站测量方法,使得在不同肋位测量的数据可转换到同一坐标系下,然后计算拟合平面和投影点,最后根据最小二乘原理得到各等分点的初挠度,该方法测量简单,精度较高。     

基于数字化技术的轴类零件圆度误差测量方法研究

轴类零件的圆度误差会影响零部件的使用寿命。针对以往测量法存在的不足,提出了一种基于数字化技术的轴类零件圆度误差测量方法。该方法采用数字化非接触式激光测量方式对轴类零件的轴端面、轴径面进行测量采集三维数据点;对轴端面数据点进行稳健平面拟合获取轴端面所在平面的平面特征值;将轴径面上数据点投影到轴端面所在平面上获取投影点;采用投影点和轴端面所在平面的平面方程求解几何圆方程,求取几何圆参数;根据投影点与几何圆参数从而求取轴类零件的圆度误差值。通过实验验证表明,该算法在对轴类零件的圆度测量方面具有较好的实用性且精度满足要求。     

舰船高传递损失复合托板振动特性优化设计

基于结构动力学优化设计理论,研究了潜艇典型舱段双层圆柱壳舷间高传递损失复合托板结构。通过初步优化,得到隔振效果最优的刚性阻振质量块的最优截面尺寸和布设位置,并将最优参数的刚性阻振质量块等效为相同截面惯性矩的球扁钢。在满足舱段总重量及危险截面结构强度的约束条件下,以舱段非耐压壳体全频域内的平均振动加速度级为目标函数,对高传递损失复合托板的开孔半径和托板角度进行动力学优化设计,得到最优振动特性的复合托板形式。由优化结果得到,在中、高频段内,高传递损失复合托板有明显的降噪作用,舱段非耐压壳体全频域内的平均振动加速度级降低了1.66 dB。     

简易耐压密封圆门介绍

高压仓(又称加压仓、减压仓)入口及通仓耐压密封圆门,在国内以往的设计和生产中都套用了潜艇圆门结构。此种结构虽然可靠,但用于单向受压的高压仓在技术上或经济上都不甚合理。本文参照国外引进同类产品,根据我厂及兄弟厂的生产经验,介绍以下简易耐压密封圆     

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。     

潜艇耐压液舱区域有限元应力计算

针对目前潜艇耐压液舱结构应力解析公式精度不高的情况,根据其受力特点建立了同心圆和准同心圆式耐压液舱结构有限元分析的力学模型,编程通过实例计算表明自编有限元程序可靠性很高,可单独作为一个模块取代传统的近似解析法进行应力分析及后续的优化设计。     

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。     

新型潜艇耐压船体绝缘材料应用研究

根据我国潜艇耐压船体绝缘材料的现状，针对潜艇耐压船体绝缘材料的基本要求，在充分论证的基础上，从工艺配套性筛选试验、实艇模型施工工艺、修补工艺试验等方面，对新型绝缘材料及其在潜艇耐压船体上的施工进行了详细的阐述，提出了新材料在施工中应注意的问题。在大量研究和实践的基础上，给出了一种适合潜艇采用的新型耐压船体绝缘材料。     

不同主压载水舱状态下的双层圆柱壳冲击响应分析

对潜艇结构冲击响应（压力）的分析可以评价结构的抗冲击能力并为提高结构抗冲击性能提供依据。以双层圆柱壳为基础,建立有限元模型。利用仿真算法计算当双层圆柱壳结构在主压载水舱状态改变时,耐压壳与非耐压壳的压力响应,并对压力响应进行了分析。通过数据分析表明：主压载水舱的状态对潜艇主要结构响应有很大影响,尤其是对耐压壳、非耐压壳的压力响应及冲击波过后结构响应的衰减方式、频率都有明显影响。     

潜艇轴对称变刚度艉端非耐压结构挠度的研究

本文研究了潜艇轴对称变刚度锥形艉端非耐压结构在外加集中力作用下产生挠度的计算方法。除了弯矩产生的度以外，还考虑了剪力产生的挠度。本文求导的计算公式，可供工程技术人员在解决有关问题时应用和参考。     

潜艇全实肋板带纵骨式耐压液舱结构应力的板壳有限元公司

本文用有限元方法给出了潜艇全实肋板带纵骨式耐压液舱结构应力分布规律，指出了在这种结构中的应力存在着明显的非轴对称特性，说明了局部加厚耐压船体壳板可明显降低应力集中程度，在耐压船体上加设纵骨对地降低轴向弯曲应力有良好作用。