舰船总体水声兼容性设计综述

随着越来越多的水声设备上舰,舰船水声兼容性问题日益突出。在解决水声兼容性问题时,舰船总体设计单位扮演着重要的角色。文章从舰船总体的角度,针对舰船总体水声兼容性设计所涉及的水声兼容性问题和解决措施进行论述。     

基于电子罗盘的水下云台控制系统

海水对蓝绿光的衰减要比对其它波长的电磁波和光波的衰减小得多,因此这也成为水下光通信的物理基础。为了更好地开展水下光通信的试验,文章设计了一种可用于调整水下激光发射机姿态的控制系统。通过电子罗盘获得当前时刻系统的俯仰及横滚角度,然后通过控制系统及随动系统调整云台转到合适的位置,使得发射机处于一个较理想的姿态。该系统具有良好的人机交互界面,便于操作者对水下发射系统进行操作。     

欠驱动自主水下航行器的镇定及跟踪

针对仅带有轴向推力及偏航力矩的欠驱动自主水下航行器（AUV）,研究了其在水平面内的轨迹跟踪及定点调节问题。基于Lyapunov直接法及串接一反步技术,通过采用一种带有动力学震荡器的跟踪误差变换,设计了一种统一的连续时变状态反馈控制律,并给出了参数自适应更新律以估计AUV的非线性阻力参数,使得AUV的位置及方向角的跟踪误差全局渐近收敛于零点左右的一个邻域内,该区域可以为任意小,并且,AUV的跟踪性能与外界干扰的大小无关。仿真结果证明所提出的方法是有效的。     

舰船水下爆炸局部气穴效应理论模型研究

在舰船遭受水下爆炸的过程中,船体水下部分的外板与水中冲击波的相互作用将产生局部气穴效应。这种效应有可能导致舰船结构和设备上的二次加载现象,造成更严重的破坏。针对水下爆炸局部气穴效应中的非线性流固耦合现象,建立简化一维冲击波—浮体—局部气穴理论模型,分析了水中冲击波与浮体之间相互作用产生局部气穴的机理,推导局部气穴产生、发展和闭合过程时间和位置的公式,为进一步研究局部气穴现象对水下爆炸冲击环境下的舰船及其设备冲击响应的影响提供了理论依据。     

典型补给油船抗冲击性能研究

基于通用仿真软件,对某油船进行了远场水下爆炸的动响应分析。研究了药包沿船长方向分布、沿水深分布和不同攻角对船体结构的影响。可以看出,中远场水下爆炸对油船的冲击响应,主要表现为总体响应,局部效应并不明显;爆距对冲击响应有很大的影响,而在远场爆炸时攻角对其影响不明显,随着爆距的增加,船体结构响应逐渐减小;武器的毁伤效应对船体外板影响最为显著,随着能量在船体内的传播,到主甲板时迅速衰减。通过进行计算分析得出了一些结论,为油船的设计及建造提供参考。     

相似理论在水下爆炸冲击波载荷中的应用

以相似理论为基础,采用数值仿真试验的方法,探讨舰船结构遭受水下爆炸冲击波载荷作用时的动响应相似性问题。以某型舰原型作为基准模型,根据实际工程需要对舰船进行缩比仿真试验。原型有限元模型与缩比试验有限元模型数值结果表明:通过试验模型可以准确预测原型结构遭受水下爆炸冲击波时的动响应特性,将几何相似律应用到水下爆炸冲击波载荷相似性研究中是可行的。     

水下不分散混凝土配制和施工

水下不分散混凝土的应用有效方便了水下环境中的混凝土施工。通过在混凝土中添加絮凝剂配制成水下不分散混凝土,使混凝土在水下浇筑过程中达到良好的施工性能和使用性能。实践证明,水下不分散混凝土能有效保证施工操作和施工质量。     

椒江二桥主墩大直径超长嵌岩桩成孔技术

椒江二桥为(70+140+480+140+70)m双塔双索面组合梁斜拉桥。主墩基础采用2.5～2.8m变直径超长嵌岩桩,桩长120～139m,最大钻孔深度达149m,地质情况复杂,施工难度大。针对椒江二桥主墩超长嵌岩桩钻孔施工过程中易出现的斜孔、渗漏浆、堵塞钻杆等难题,采取加大钻机功率、提前更换滚刀钻头、斜岩面处减压扫孔、配备优质泥浆、改进钻头等措施,确保所有桩基顺利成孔,超声波检测均满足设计和规范要求。     

全断面硬岩条件下的盾构掘进与管理

通过调研重庆轨道交通六号线二期和会展中心支线项目中铁盾构和LOVAT盾构的应用情况,分析盾构使用中出现的中心刀异常损坏、卡盾以及螺旋输送机磨损严重、马达故障频发等问题的主要原因,提出在全断面硬岩条件下盾构掘进需要注意的重点事项,包括改变传统观念、树立硬岩掘进理念、加强刀具管理、合理选择掘进参数、严密控制盾构姿态等,对于从事盾构施工的技术和管理人员不断提升盾构法施工管理水平,真正实现盾构法施工的“3个和谐”具有一定的指导借鉴作用。     

水下隧道大跨分岔结构设计与围岩稳定分析

长沙市营盘路湘江隧道主线与匝道分岔段为大跨扁坦结构,最大开挖跨度达21m,与单洞4车道相当,应作为特殊节点进行设计。通过调研与分析,从最小覆盖层厚度、净空断面、结构型式、支护参数等多方面分别对分岔隧道的最优设计方案进行论证,并采用地层一结构力学模型予以验证。研究表明,隧道东汉大跨结构最小覆岩厚度可按不小于12m进行控制;通过优化下半断面矢跨比可进行抗水压衬砌的内轮廓断面设计;江底隧道的抗水压支护结构体系应包含内、外2个层次;初步设计方案合理,技术先进。研究成果对于大型越江交通隧道工程具有参考意义。