舰炮供弹系统动力学仿真分析

某型舰炮采用内能源转管自动机,弹鼓式供弹系统,本文利用CAD仿真软件,建立其供弹系统的虚拟样机模型,采用多体系统动力学的方法模拟舰炮实际工作时受冲击的过程,并进行动力学仿真分析,得到弹鼓角速度、扭矩曲线和齿轮之间的啮合力曲线,为该舰炮供弹系统的优化设计提供了理论依据。采用弹鼓阻力矩及运动状态测试系统、弹鼓运动控制系统、炮弹运动及加速度存储测试系统、数据采集及分析系统搭建弹鼓运动阻力检测装置。通过弹鼓运动阻力参数检测装置对射击过程中弹鼓运动速度、输入扭矩等参数进行采样测试,验证了仿真计算结果。     

不同本构模型对船冰相互作用的影响

由于对物理模型做了大量假设,经验公式在计算船冰碰撞过程中的冰力时存在很多缺点,而且因为没有考虑船舶自身的非线性现象,导致计算结果与真实值存在较大误差。随着有限元技术的发展,使得利用有限元技术模拟海冰与船舶碰撞问题成为可能。海冰本构模型是影响船冰碰撞过程中计算精度的最重要因素,利用MSC.DYTRAN强大的非线性计算功能对海冰的弹塑性模型、弹脆性模型以及Derradji-Aouat多重失效面模型进行模拟,并且对计算结果和相关本构模型进行分析,认为基于应变率和温度并且考虑了静水压力对海冰失效的影响的多重失效面准则更加适合计算高应变率作用下的船冰碰撞问题。     

自升式平台管结构碰撞损伤机理研究

文章以自升式海洋平台桩腿直管结构为研究对象,采用简化解析法和有限元数值仿真法对其在侧向冲击载荷作用下的变形机理进行了研究。文中首先基于前期试验,对管结构的变形模式进行了简化,并利用塑性力学理论求解出管结构的碰撞力与撞深解析表达式。然后利用有限元软件ABAQUS,对管结构的动态响应进行了数值模拟,将得到的碰撞力与撞深曲线与解析结果对比,以此验证文中解析方法的准确性。该文的研究成果可以为大型平台结构碰撞性能研究提供技术支撑。     

海洋吊索碰撞动力学分析

对考虑弯矩和扭矩条件下的凝集质量法进行了推导,并基于凝集质量法,将吊缆离散成凝集质量模型,并将吊缆间的碰撞力引入到动态分析中,参考某海洋吊缆具体参数,结合海上施工作业的具体过程,通过必要的简化,利用水动力分析软件OrcaFlex建立了海洋吊缆碰撞过程的动力学模型,得到了吊缆间的碰撞力及张力随时间的变化情况等。该仿真结果对研究海洋吊缆的碰撞有一定的指导意义。     

冲击荷载下的桥梁损伤有限元仿真

应用非线性有限元分析软件MSC/Dytran对某质量为5 000 t,航速为5m/s的刚性撞头正撞某桥承台的碰撞过程进行了仿真计算。计算结果显示了碰撞过程中船撞力的变化情况,桥梁结构损伤情况以及桥墩、桩基础内部应力分布与变化情况。并在对碰撞过程分析的基础上提出桥梁设置防护装置的必要性。     

半潜式生活支持平台碰撞敏感性研究

为解决钻井平台服务的半潜式生活支持平台在动力定位或系泊系统失效时会与钻井平台发生碰撞问题,通过不同碰撞速度与不同碰撞位置下的对比分析,研究了两者对于生活支持平台碰撞特性的影响。利用SpaceClaim-HyperMesh软件联合建立了生活支持平台与钻井平台计算模型,从实际靠泊作业出发,确立了对比分析的碰撞速度与碰撞位置。从碰撞力变化、结构损伤、能量转化方面进行了对比分析,得出以下结论:碰撞速度影响碰撞力峰值与结构损伤范围,碰撞力变化在不同碰撞速度下大致相同;随着碰撞速度增大,平台吸收动能占比增大,变形能占比下降;30°斜向撞击时,碰撞剧烈程度明显低于对中正撞,碰撞力峰值小很多,更多的初始动能转化成了2座平台的动能,大幅减少了变形能的吸收,缩短了碰撞持续时间。     

横向摩擦力计算方法及对内弹道性能影响研究

建立横向流影响下的负载水下发射出管弹道平面计算模型,采用2种方法对某特定工况下负载出管过程中减震垫压缩量进行计算,通过2种方法计算摩擦力进行对比分析,验证减震垫周向压缩量余弦假设合理可行;基于获得的负载发射摩擦力数据,在出管弹道计算时针对考虑横向力和不考虑横向力进行对比分析,结果表明,考虑横向力影响后对出管速度有一定的影响,对负载运动最大加速度和管内最大压力影响较小。     

系泊油轮与海上平台的碰撞力分析

考虑风、浪、流的联合作用以及平台护舷非线性恢复刚度,研究船舶系泊状态与平台的撞击力及其分布规律。针对不同的风、浪、流的作用方向以及不同的风速、波高及流速,计算波浪和海流的载荷,建立系泊船舶的分析模型,采用频域与时域分析方法,进行系泊船舶运动及其与平台之间碰撞力的仿真,得到系泊船舶与平台的碰撞力时间历程,并分析不同碰撞力发生的概率,确定发生最大碰撞力的风、浪、流方向,比较常量护舷刚度与非线性护舷刚度的计算结果。结果表明,橡胶护舷刚度的选取对于碰撞力的计算结果影响显著,选取非线性护舷刚度计算靠泊碰撞力十分必要,用目前的经验公式计算得到的碰撞力偏差较大。     

船-桥碰撞力学问题研究现状及非线性有限元仿真

归纳研究了船舶与桥梁碰撞力学的几种典型计算方法，并对各自的特点进行了分析。文中借助DYTRAN非线性有限元程序，以一艘4万吨级的油船与长江上某一斜拉索桥发生正向碰撞为例，演示了有限元法仿真计算船-桥碰撞问题的一般过程。反映了船-桥碰撞过程中船艏、桥梁承合、桥面和拉索的力与变形的时间历程，得到了具有指导意义的结论。     

串列非粘结柔性立管碰撞影响规律分析

考虑基于骨架层和压缩铠装层各向异性中轴向材料属性,本文研究了串联非粘结柔性立管的碰撞规律影响特性。利用ABAQUS海工软件划分和加密典型八层非粘结柔性立管的最外层外护套层外表面参与碰撞的区域,讨论立管在不同的碰撞速度、管间摩擦系数和管内壁压单因素变量下,碰撞区域沿碰撞方向的应变、应力和碰撞力的时程曲线特性,总结对非粘结柔性立管碰撞影响规律。同时,对比单层立管与非粘结柔性立管的碰撞过程发现,两者都发生了多种碰撞行为,其中第一次碰撞过程最为剧烈。三个单因素变量对非粘结柔性立管的碰撞规律特性有不同影响。就立管的碰撞速度而言,在第一次碰撞过程中,碰撞力随碰撞速度的增加而增加,应变和应力呈现先增大然后减小的趋势;随着管间摩擦系数的增大,碰撞过程中应变和应力呈先减少后增加的趋势;碰撞中应变和应力随管内壁压的增加而增加。     

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。     

某型发射装置水平减震系统仿真研究

文章采用有限元技术建立某型发射装置水平减震系统的仿真模型,用非线性弹性单元模拟适配器,按弹体和发射筒结构参数建立仿真模型,输人多个频率下的半正弦波冲击,构成一系列冲击计算工况,分析了弹体经减震系统缓冲隔振后的加速度响应情况。     

舰载多用途多管火箭炮系统

本文论述了火箭炮装舰的必要性和可行性，简要介绍了舰载火箭炮系统的结构组成。     

Free transverse vibration analysis of an underwater launcher based on fluid-structure interaction

A pneumatic launcher is theoretically investigated to study its natural transverse vibration in water. Considering the mass effect of the sealing cover, the launcher is simplified as a uniform cantilever beam with a top point mass. By introducing the boundary and continuity conditions into the motion equation, the natural frequency equation and the mode shape function are derived. An iterative calculation method for added mass is also presented using the velocity potential function to account for the mass effect of the fluid on the launcher. The first 2 order natural frequencies and mode shapes are discussed in external flow fields and both external and internal flow fields. The results show good agreement with both natural frequencies and mode shapes between the theoretical analysis and the FEM studies. Also, the added mass is found to decrease with the increase of the mode shape orders of the launcher. And because of the larger added mass in both the external and internal flow fields than that in only the external flow field, the corresponding natural frequencies of the former are relatively smaller.     

舰船基座设计研究

探讨了舰船基座的一般设计准则，介绍了一些典型舰船的基座设计，分析研究了舰船基座的计算设计方法和舰船基座的试验研究方法，提出了舰船基座设计的一般步骤。     

某水下发射装置自由弯曲振动的流固耦合分析(英文)

A pneumatic launcher is theoretically investigated to study its natural transverse vibration in water. Considering the mass effect of the sealing cover, the launcher is simplified as a uniform cantilever beam with a top point mass. By introducing the boundary and continuity conditions into the motion equation, the natural frequency equation and the mode shape function are derived. An iterative calculation method for added mass is also presented using the velocity potential function to account for the mass effect of the fluid on the launcher. The first 2 order natural frequencies and mode shapes are discussed in external flow fields and both external and internal flow fields. The results show good agreement with both natural frequencies and mode shapes between the theoretical analysis and the FEM studies. Also, the added mass is found to decrease with the increase of the mode shape orders of the launcher.And because of the larger added mass in both the external and internal flow fields than that in only the external flow field, the corresponding natural frequencies of the former are relatively smaller.     

波浪上托力作用下高桩码头结构的动力分析

通过有限元计算软件ANSYS,对波浪上托力作用下高桩码头结构进行动力分析。研究结果表明：波浪缓变压强 作用下,采用动力计算和采用静力计算得到的码头结构各处的内力基本相同,波浪缓变压强可等效为静力来计算码头结构 内力;波浪冲击压强作用下,采用动力计算得到的码头结构内力明显小于静力计算结果,波浪冲击压作用下的高桩码头结构 宜进行动力分析;由于波浪上托力频率与码头结构自振频率相差甚远,因此其作用下的高桩码头结构不会产生共振现象。     

基于硬件冗余的随动系统限速制动研究

主要研究探讨了提高随动系统限速制动可靠性的方法，简要分析了随动系统制动过程的工作原理和一般常用的制动方法，探讨了限速制动的工作过程和制动规律，分析了限速制动冗余设计的必要性。通过推导和工程简化，得到了相应公式和关系曲线，借鉴某型舰炮的硬件设计思路，提出了一种硬件电路实现限速制动冗余设计的方案，同时以某型发射架为例，计算了电路的参数。分析研究表明，硬件冗余设计原理简单可行，最后对设计方案的改进做了说明。     

火药燃气压力在身管中激发的振动

研究了由于火药燃气压力在身管中激发的振动问题。通过建立身管的三维模型,将火药燃气压力的作用区域离散,利用ABAQUS软件对身管进行了有限元分析,得出了在重力作用下火药燃气压力在身管中激发的振动。     

火箭炮智能配电系统可靠性分析与设计

在分析某型火箭炮智能配电系统结构和工作原理的基础上,建立了某型火箭炮智能配电系统可靠性模型,进行配电系统可靠性预计,为配电系统设计方案选择提供基本的可靠性数据,通过＂预计-改进设计＂的循环,保证配电系统可靠性设计达到规定的要求。