Design of an adaptive controller for dive-plane control of a torpedo-shaped AUV

Underwater vehicles operating in complex ocean conditions present difficulties in determining accurate dynamic models. To guarantee robustness against parameter uncertainty, an adaptive controller for dive-plane control, based on Lyapunov theory and back-stepping techniques, was proposed. In the closed-loop system, asymptotic tracking of the reference depth and pitch angle trajectories was accomplished. Simulation results were presented which show effective dive-plane control in spite of the uncertainties in the system parameters.     

爆炸消除焊接残余应力的数值模拟

焊接残余应力及其控制技术是重大工程结构物(例如反应堆、潜艇等)建造中关注的核心问题之一。爆炸法消除残余应力是近年来发展起来的高效、低成本的1种新技术,但对其机理的研究仍然相当缺乏。本文利用非线性有限元软件ABAQUS对爆炸消除焊接残余应力技术进行了数值模拟,同时考察了焊缝中夹杂的裂纹缺陷对爆炸载荷的响应。研究对象为70 mm厚的超厚钢板对接焊缝,焊接坡口为X型。本文主要完成了以下2项研究工作。1)将盲孔法测得的焊接残余应力分布预置到模型中,计算了爆炸载荷作用下不同布药方式时焊接残余应力的再分布,并将其与对应的实测结果进行比较。研究结果表明,金属材料的塑性流动是爆炸消除焊接残余应力的根本因素。2)在模型的焊缝区引入面状裂纹来表征焊缝中的凝固裂纹,利用ABAQUS用户自定义子程序开发的基于虚拟裂纹闭合法的三维断裂单元,计算能量释放率对爆炸载荷的响应。研究结果表明,爆炸载荷并不一定会导致裂纹的扩展。因此,本文的研究方法和结果对于爆炸消除焊接残余应力在工程应用领域具有指导意义。     

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.     

计及空气介质的水下拖曳系统运动模型及其数值计算

为进一步提高水下拖曳系统运动仿真的准确性,本文建立了计及空气介质的拖曳系统运动模型,并提出了改进的有限差分方法来保证数值计算时的稳定性.仿真和试验表明,考虑空气介质后将进一步改善拖曳张力和缆形的计算精度,以及提高对双拖安全性分析的准确性.     

水中兵器的融合发展

分析传统水中兵器发展中面临的问题,结合国外水中兵器融合发展情况,分析传统水中兵器通过融合发展而推出的已有装备和可能出现的新式装备。在信息化和无人化作战背景下,积极融合其他相关的武器技术,创新发展,加速我国水中兵器装备的升级换代。     

轻质夹层结构复合材料的制备及性能

为减轻以往夹层结构复合材料的密度,采用高强玻璃钢材料作为表层、多种空心玻璃微珠填充聚氨酯改性环氧树脂合成的轻质吸声材料作为芯材,制备了一种新型的轻质夹层结构复合材料,对夹层复合材料的制备工艺进行设计,并研究其水声性能和力学性能。结果证明,以南京玻纤院的S2高强织物采用真空成型合成的玻璃钢作为表层材料和轻质聚氨酯改性环氧树脂材料作为芯材来制作的夹层结构复合材料具有重量轻、水声性能和力学性能优良的特点,在降低夹层结构复合材料重量的同时,具有良好的声隐身性能和承载性能,更有利于工程应用。     

Dynamic response of the non-contact underwater explosions on naval equipment

Shock resistance capacity of the shipboard equipment especially for large ones, has been a strong concern of navies all over the world for a long time. The shipboard equipment have previously generally been studied separate from hull structure before. In this paper the coupling elastic effect between equipment and hull structure is taken into account. With the ABAQUS software, the integrated model of the equipment coupled with the hull structure is established to study the dynamic response of the shipboard equipment to the shock wave load as well as the bubble pulsation load. In order to verify the numerical method, the simulated results are compared to the experimental data, which are from a specific underwater explosion on an actual ship. On this basis, by changing the charge location, attack angle, equipment installation location and other parameters, the characteristics of dynamic response under different conditions can be obtained. In addition, the results of the integrated calculation and the non-integrated one are compared and the characteristic parameters which affect the equipment shock response are analyzed. Some curves and conclusions are obtained for engineering applications, which provides some insights into the shock resistance of shipboard equipment.     

封仓法打捞水下沉箱施工技术

在重力式码头的施工中,由于操作失误或不可控因素的影响,可能导致预制好的沉箱下沉或滑移,在最低潮位时沉箱顶仍在水面以下,无法正常从沉箱内抽水浮起沉箱,从而影响工程的顺利进展,给工程造成巨大的损失。采用预制钢盖板对沉箱进行封仓,然后抽水,利用沉箱自身所受浮力将沉箱浮出水面的方法成功地解决了这个难题。本文对此次打捞施工进行详细的介绍,并总结处理类似情况的方法、经验和注意事项。     

蛙人探测声纳在水下安保的技术实现

结合水下反恐需求,讨论蛙人探测声纳在水下安保方面的重要性。介绍了国外已公开的蛙人探测声纳;对国内两家单位共同开发的最新型蛙人探测声纳开展研究,并阐述其运用到的先进技术。在此基础上展望蛙人探测声纳在水下安保反恐方面的发展前景。     

水下工程耐压结构安全系数可靠性计算

根据水下工程结构承载的特点和影响安全系数的各主要静态因素的随机分布,对应力和强度正态模式中的可靠性安全系数公式进行简化,并针对水下工程典型舱段结构和基本安全系数进行可靠性计算,为实际工程结构确定性安全系数的制定提供了参考方法和依据。