大型船用曲轴磨床整机的动静态性能仿真分析及优化

基于三维仿真分析软件Pro/ENGINEER,建立了大型曲轴磨床的三维几何模型与虚拟样机仿真模型.首先通过Pro/E的多体动力学仿真子模块,对船用曲轴磨床进行曲轴加工时的配重平衡仿真分析,极大减小了曲轴加工时由不平衡引起的激振力.其次采用结构分析模块Pro/Mechanica,对机床床头箱的刚度进行了结构优化分析,不仅提高了曲轴在加工时的支撑刚度,同时也改善了磨床动态刚度.通过以上的仿真分析,优化了曲轴磨床的动静态特性,有效保证了船用曲轴的加工精度.     

基于蒙特卡洛法的未来空域窗射击命中概率仿真*

针对近程舰炮武器系统拦截末端机动反舰导弹需求,对未来空域窗射击体制进行研究。以平面蛇形机动目标为例,合理构造未来空域窗,应用蒙特卡洛法,对空域窗内概率密度分布及不同目标距离、不同机动特性、不同射击参数下的命中概率进行了仿真,对仿真结果进行分析。仿真结果能够为近程反导舰炮武器系统确定射击体制提供参考。     

潜艇交叉机动发现敌潜艇概率因素分析

介绍了潜艇实施交叉机动反潜封锁的方法,通过采用蒙特卡罗方法对反潜潜艇交叉机动发现敌潜艇概率的因素进行仿真分析,得到了"实施交叉机动反潜封锁发现潜艇的概率受反潜潜艇速度、声呐探测距离、机动纵深影响明显并存在突变点"这一结论,以此为基础分析了交叉机动与垂直敌航向往返直线机动反潜封锁方法在不同使用情况下的优劣。     

水下扁平阻抗结构衍射声场建模与计算

运用一致性几何衍射理论对水下扁平阻抗结构的衍射声场计算进行了理论建模与分析,并通过数值仿真讨论分析了水下扁平结构衍射声场分布与不同衍射类型、收发方式、结构表面阻抗特性、入射声波性质等几何特性和声学特性间的影响关系.其中,首次考虑了尖端衍射贡献影响,并重点分析了尖端衍射和结构表面阻抗特性在不同条件下对总的衍射声场作用规律和影响程度等.最后为验证上述理论模型和计算方法的正确性和可靠性,还与水下钢板散射声场分布实验测试结果进行了对比分析.研究结果表明:(1)考虑尖端衍射贡献影响使得上述模型更加完整,计算精度得到有效提高,且尖端衍射影响程度与入射声波频率、收发张角、结构表面阻抗特性以及声源、接收场点和结构的空间相对几何位置等因素有关;(2)结构两侧表面阻抗特性的影响规律和程度存在差异.其中,面向声源一侧的结构表面复反射系数幅值和背向声源一侧结构表面的复反射系数相角对结构衍射声场分布强度的影响尤为明显.这些对水下目标强度估计、自由场材料声学测试和衍射效应抑制技术研究等具有理论指导意义和工程应用价值.     

基于RecurDyn对砂轮的动态特性分析和优化设计

在现代加工制造业中,砂轮作为磨削加工的重要部分,在磨削过程中直接作用于工件,直接影响着工件加工质量和加工精度。砂轮的动态特性分析和优化设计也就显得极其重要了。本文以外圆磨床的砂轮为研究对象,应用RecurDyn软件建立外圆磨床动力学模型,进行动力学仿真分析,获取所关心的系统动态参数。根据砂轮的固有频率和振型找出外圆磨床砂轮的设计不足,进而对砂轮进行参数优化设计,避免共振的发生,降低振动对加工质量和加工精度的影响。     

海洋平台机座阻尼结合阻振质量减振分析

应用波分析法研究结构声在机座板结构中的传导特性,并对比分析层合阻尼结构的解析解和数值解,验证阻尼建模方法的正确性.依据阻尼材料的工程选用原则对阻尼材料进行选型,并基于有限元法研究阻尼粘贴方式对机座结构的动力学特性影响规律,分析表明多层复合阻尼材料相比于普通阻尼材料具有更好的减振效果.在此基础上研究某平台发电机组机座敷设多层复合阻尼结构对平台舱室振动特性的影响,并分析阻尼层厚度对平台振动特性的影响.研究阻振质量对贴敷多层复合阻尼减振特性的影响,研究表明阻振质量结合阻尼减振可使减振效果相比单独应用阻尼有较大程度提高.     

材料力学特性对球型耐压结构极限强度的影响

为了揭示材料主要力学性能对深海耐压结构极限承载能力的影响规律,以完整球壳为研究对象,采用非线性有限元方法,研究了材料力学特性变化对极限强度的影响。通过大量数值计算与归纳分析,得到了材料屈服强度和杨氏模量对不同厚径比球壳极限强度的影响规律。研究发现,随着厚径比的增加,材料刚度特性对结构极限强度的影响权重逐渐减少,屈服强度影响权重逐渐增加。在此研究基础上,提出了一种考虑屈服强度变化的球壳极限强度半经验拟合公式,为潜水器耐压结构选材与设计提供参考。     

后艉轴承刚度对潜艇结构振动与声辐射的影响

[目的]为了研究后艉轴承刚度对潜艇结构振动与声辐射的影响,[方法]针对螺旋桨不定常激振力诱发的艇体结构辐射声,以SUBOFF潜艇为原型,建立了包含螺旋桨和轴系实体结构单元的潜艇整艇模型,采用通用有限元程序NASTRAN计算其在真空中的振动特性,同时采用附加质量附加阻尼算法计算其在水下的振动和声辐射特性,对潜艇整艇结构在螺旋桨垂向激振力作用下的振动与声辐射特性进行分析,并着重考虑了后艉轴承刚度对潜艇整艇结构振动与声辐射的影响规律。[结果]研究指出,降低后艉轴承刚度使潜艇结构振动与声辐射的能力主要向其第2阶整体弯曲振动模态频率处集中,且第2阶整体弯曲振动模态频率逐渐向低频移动;在第2阶整体弯曲振动模态频率以上频段降低后艉轴承的刚度能够有效降低潜艇整艇结构的振动和声辐射。[结论]所得结果可为声学设计阶段潜艇关键部位结构参数的选取提供参考。     

不同形状质量块的声学超材料结构隔声特性研究

随着对舰船声隐身性能要求的不断提高,舰船隔声材料不仅要轻质还应具有优良的隔声性能。夹层板结构具有轻质,且在高频段具有良好的隔声性能,但其在中低频段隔声性能不是很理想。薄膜型声学超材料结构具有良好的低频带隔声性能,因此本文将薄膜型声学超材料引入传统蜂窝夹层板结构中,设计新的超材料蜂窝夹层板结构。通过数值方法对不同形状质量块超材料结构的隔声特性进行分析,并探讨蜂窝边框形状、质量块大小以及薄膜预应力对米字形质量块超材料结构隔声特性的影响。     

航路规划反舰导弹对海军合同对海攻击战术的影响

反舰导弹作为一种精确制导武器,其发展备受各国关注。随着航路规划技术应用的日益成熟,越来越多的反舰导弹开始具备航路规划功能。航路规划技术使反舰导弹具备了较强的火力机动能力,使发射平台可以通过火力机动弥补了兵力机动能力的不足,从而深刻影响了海军合同对海攻击战术。文章介绍了航路规划反舰导弹的战术特性,并对合同对海攻击战术进行定性分析,就航路规划反舰导弹对海军合同对海攻击战术产生的影响进行了分析研究。     

不同形状质量块的声学超材料结构隔声特性研究

随着对舰船声隐身性能要求的不断提高,舰船隔声材料不仅要轻质还应具有优良的隔声性能。夹层板结构具有轻质,且在高频段具有良好的隔声性能,但其在中低频段隔声性能不是很理想。薄膜型声学超材料结构具有良好的低频带隔声性能,因此本文将薄膜型声学超材料引入传统蜂窝夹层板结构中,设计新的超材料蜂窝夹层板结构。通过数值方法对不同形状质量块超材料结构的隔声特性进行分析,并探讨蜂窝边框形状、质量块大小以及薄膜预应力对米字形质量块超材料结构隔声特性的影响。     

桥梁大体积混凝土温度应力敏感性因素分析

影响结构温度应力的因素很多,可以从材料特性、边界条件、施工方法出发,对大体积混凝土结构进行细致分析,文中重点对结构尺寸、水流速度以及边界条件等几个因素进行分析研究、归纳总结。     

浮冰作用下铝合金高速船舷侧结构耐撞性能研究

为分析浮冰载荷作用下铝合金高速船结构的耐撞机理,运用有限元软件Ls-dyna对铝合金高速船舷侧结构与浮冰碰撞开展有限元分析。为准确模拟船体局部结构承载特征,考虑了热影响区中铝合金材料软化对舷侧结构耐撞性能的影响。通过研究舷侧结构在不同位置与不同材料、形状的浮冰发生碰撞时的动态结构响应特性,揭示其变形损伤规律和能量吸收机制,得出最危险的浮冰形状和撞击位置。结果表明：选用的2种冰材料模型Mat.155和Mat.063均能较准确地模拟船-冰碰撞事故中浮冰的力学特性,均可用于对一年生浮冰的有限元分析。在一年生浮冰的撞击作用下,较钝的半球体和正方体形浮冰是最危险的浮冰形式,强肋骨位置是最危险的撞击区域。研究成果可为航行于北方航道的铝合金高速船结构耐撞性设计提供重要的参考价值。     

转弯运动通气超空泡形态及流场结构数值研究

超空泡航行体机动过程中空泡形态的预测是目前该领域亟待研究的问题。文章在两流体多相流模型的框架内建立了用于求解通气超空泡流转弯机动的三维数值模型。通过求解RANS方程和SST(Shear Stress Transport)湍流方程,预测了圆盘空化器转弯机动条件下生成的通气空泡形态,并同Logvinovich独立膨胀原理的计算结果进行对比,验证了文中数值模型的有效性。在此基础上,分析了转弯半径对通气空泡的形态尺度的影响,对比研究了不同弗鲁德数条件下通气空泡的流场结构。     

悬臂拓扑优化结构强度刚度特性试验研究

本文以舰船舵叶内部钢质骨架结构优化设计为背景,以弯扭复杂载荷作用下悬臂含筋结构响应特性分析为对象,基于渐进结构拓扑优化方法进行计算分析,得到不同载荷作用下拓扑优化后的结构方案。然后采用FDM技术,分别制备了典型悬臂含筋结构及优化方案试验模型,并对不同方案模型强度及刚度特性试验结果进行对比分析,结果表明:拓扑优化方案较典型结构方案质量减轻12.84%,且应力分布更均匀,位移变换更平缓,有效的提高了材料利用率。     

整舱浮筏功率流测试初步分析研究

用间接方法对大型机组和机械设备密集机舱的机械设备整舱浮筏减振装置的功率流传递特性进行了分析,并利用现有程序计算得到不同减振器的输入功率和传递功率的大小,通过比较分析从而得出整舱浮筏系统中能量的传递规律.     

潜艇水下旋回操纵运动特性仿真研究

潜艇水下旋回运动既是潜艇一种重要的战术机动形式,也是潜艇定深直航、变深潜浮和转向机动3种最基本、最重要的运动方式之一。在对潜艇水下旋回运动特别是水下旋回对潜艇垂直面运动和横滚面运动影响进行理论分析的基础上,结合潜艇水下旋回操纵运动数学模型,编制潜艇水下旋回操纵仿真程序,分别对不同航速条件下潜艇水下旋回操纵运动进行仿真。通过理论分析和仿真研究,得出潜艇水下旋回时航速、横倾角的变化规律和艇重尾重的操纵特性,并针对潜艇水下旋回的特点提出了相应的操纵建议。     

复合材料螺旋桨双向流固耦合计算

为研究复合材料对螺旋桨水动力性能和结构特性的影响,在Workbench平台上,采用基于粘性流理论的计算流体力学方法与有限元软件实现流体载荷与结构变形的双向耦合传递。以DTMB4381为研究对象,首先考虑镍铝青铜(NAB)螺旋桨的微小变形,采用双向流固耦合方法计算不同进速系数下的水动力性能,并与敞水试验值进行对比,误差较小,验证了双向流固耦合方法的准确性。然后将复合材料考虑为各向同性,对玻璃纤维材料螺旋桨进行双向流固耦合求解,得到复合材料螺旋桨在不同进速系数下的水动力性能及结构特性,并将流体和结构计算结果与传统的金属螺旋桨比较分析,总结材料对螺旋桨性能的影响。双向流固耦合方法为今后各向异性复合材料螺旋桨的深入研究打下基础。     

数字化炮兵营战场机动能力问题研究

分析了数字化炮兵营战场机动的特点,并对数字化炮兵营战场机动能力影响因素及模型进行了分析,最终得出在信息化战场上,数字化炮兵营战场机动的作用及影响越来越重要,其能力的大小是随战场环境的要求而定。     

基于加权预测残差的模型群切换算法研究

以舰艇反导武器系统中的机动目标跟踪与预测方法研究为背景,在分析变结构多模型算法的基本框架及模型群切换算法仿真计算流程的基础上,依据滤波过程中预测残差对跟踪精度的影响,提出一种基于加权残差的模型群切换方法.针对现代反舰导弹末端"蛇行机动"的运动特点,设计了不同的模型集,在想定的初始条件下进行Monte Carlo仿真实验,结果表明:提出的算法运行稳定,具有较高的费效比.