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舰船非接触水下爆炸动力学的理论与应用

舰船在战时执行任务过程中不可避免会遭到敌方武器的攻击而造成破坏。接触爆炸会造成舰船结构的破损同时殃及设备,而非接触爆炸一般并不击穿船体结构,却会造成船用设备大范围的破坏。二次大战以后,由于舰船任务的执行完全依靠大量的机械电子设备,而设备的抗冲击能力通常比船体弱,因此设备的抗冲击成为舰船抗冲击工作的重要内容。显然,研究舰船非接触水下爆炸的破坏效应对于提高舰船的生命力和战斗力具有重要工程应用价值。舰船抗水下非接触爆炸研究主要包括四个部分。即非接触水下爆炸的流场特征(水下爆炸载荷)、瞬态流场与结构相互作用所决定的舰船动响应分析方法、以弹塑性动变形响应分析为依据的舰船结构水下爆炸安全性评估与防护技术、以船体结构动响应为输入条件的船用设备冲击环境的确定方法及相应的设备抗冲击设计分析方法。其中自然包括理论研究、试验研究与工程应用技术研究三个方面。本文针对这四部分的内容,侧重于分析预报方法开展了系统的研究。水下爆炸载荷是舰船水下爆炸动响应的激  (本文共131页) 本文目录 | 阅读全文>>

《苏州大学学报(自然科学版)》1987年01期
苏州大学学报(自然科学版)

多单元组合结构瞬态动响应分析在微型机上的实现

一、基本算法 复杂结构采用各种有限元(板、梁、杆、平面应力元等)离散化后,其结构动平衡方程可以写成 MU十CU十KU一尸(t)(1) 式中M、C、K—分别为结构总质量矩阵、总阻尼矩阵、总刚度矩阵 U—节点位移向量列阵 尸(t)—节点荷载向量列阵 这里需要说明的是由于在计算模型中引入节点主从关系及相对座标系的概念,(1)式中的各量均是建立在相对座标系集内,这里的节点位移向量是指相对座标系集中的控制位移向量. 直接积分法是一种通过数欣积分近似求解微分方程的方法,其体计算时把作用力的时间区间分成许多等分,然后在一些离散的时间点上算出有位移、速度、加速度三分量组成的状态向量.我们选择一种能使逐步积分保持无条件稳定的附1150。一0法来计算(l)式〔1〕.该方法是线性加速度法的扩展.它要求加速度在一更长的时间间隔t一t+e△t之内作线性变化,0)1.37.即假定U,十,一U,+ T0么t(U,十eJ,一U,)0簇丫簇O△t(2)显然,只要...  (本文共7页) 阅读全文>>

东南大学
东南大学

噪声环境下结构中高频动响应分析方法研究

噪声环境下结构的动响应预示是航天器研制领域的一项重要研究内容。航天器服役时所处噪声环境的频率范围可达0~0000Hz,强度可达160dB以上。高强、宽频的随机声载荷可能会引起航天器薄壁结构声疲劳失效,以及航天器内设精密仪器设备失效,进而导致灾难性后果。准确、高效的声振响应预示技术能为航天器结构设计以及地面试验方案制定提供依据,开展准确、高效的噪声环境结构全频段声振响应预示技术研究对航天器的研制意义重大。现有声振响应预示方法大多只适用于特定频段,难以使用单一方法实现宽频声振响应预示。本文围绕先验模态类方法开展研究,在推动各方法发展的基础上,联合使用多种方法实现宽频声振响应预示,同时简化分析方法的前、后置处理过程。论文完成的主要研究工作包括:(1)开展基于对偶模态方程理论的中低频声固耦合响应预示研究。研究了模态截断对对偶模态方程方法中低频声振响应预示精度的影响。先后对典型平板/声腔耦合模型和加筋板/声腔耦合模型开展研究,基于采用不同...  (本文共185页) 本文目录 | 阅读全文>>

东南大学
东南大学

考虑参数不确定性的复合材料梁建模与动响应预示

在结构动力学设计与分析中,建立准确的结构动力学模型至关重要。准确的结构动力学模型可应用于结构响应预测、力学环境预示、结构损伤诊断与故障诊断、优化设计等方面。在实际工程应用中,纤维编织复合材料由于其材料宏观力学性能在空间分布上存在非均匀特性,在一定程度上影响了复合材料结构力学模型的准确性。对复合材料的非均匀参数进行识别,使其优越性能在复合材料结构设计和力学分析中得到充分发挥。开展考虑参数不确定性的复合材料随机建模与动响应预示具有十分重要的理论意义和应用价值。本文对复合材料不确定性参数随机建模与动响应预示方法进行了探索,主要开展了以下几个方面的研究工作:首先,基于试验数据,采用灵敏度分析的方法开展复合材料非均匀参数识别方法研究。该方法兼顾了有限元方法和试验测试方法的优势,能够建立更为复杂的复合材料参数模型。在此基础上,以Euler-Bernoulli悬臂梁模型为研究对象开展数值仿真分析,验证识别方法的正确性;进一步开展结构模态试验,...  (本文共81页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

高速飞行器随机载荷识别与动响应分析

高超速飞行器指马赫数大于5.0的远程巡航飞行器,会对作战,运输,以及高空探索产生重大影响,是全世界各个国家的研究热点。动力学环境预示又是航天器飞行器设计的基础和关键。目前低频动力学预示技术发展成熟,得到了高精度的结果。但是高频载荷预示技术还存在问题。同时高超声速飞行器结构在随机压力载荷下响应也是动力学环境预示的关键。本文的主要研究内容是基于统计能量方法的高频载荷识别以及随机动响应分析。本文首先阐述统计能量的基本假设,推导出功率平衡流方程,根据实际系统材料的尺寸和特性将整个系统拆分为多个子系统,通过求解功率流平衡方程识别出了系统的输入功率。根据载荷具体位置和子系统响应的完整性载荷识别问题被细分为三种不同的情况。第一种情况是所有子系统响应和载荷位置已知,第二种情况是所有子系统响应已知但是载荷位置未知,第三种情况是载荷位置已知但是部分子系统响应未知。将两板和三板耦合结构得到的仿真结果与试验结果相比较,验证了将统计能量方法应用于高频载荷...  (本文共97页) 本文目录 | 阅读全文>>

《科技创新导报》2013年06期
科技创新导报

沉底水下爆炸作用下舰船结构动响应数值模拟

水下爆炸问题涉及多个领域,整个过程十分复杂,使得大部分实际问题很难得到解析解。而随着计算机硬件和计算方法的不断发展进步,水下爆炸数值研究得到了各国军方和学术界的高度重视,可对关键问题进行重复细致的研究,已成为研究水下爆炸现象及机理的一项重要手段。程素秋[1]等通过试验和数值仿真方法对沉底爆炸载荷作用下圆柱结构响应进行了研究,将仿真结果与试验结果进行了比对,吻合度比较好。杜志鹏[2]等为预测沉底装药爆炸产生气泡的最大半径和脉动周期,在理论研究的基础上,通过AUTODYN软件数值模拟了水下刚性壁上装药爆炸产生气泡的运动规律,并将数值结果与理论结果进行了比对,吻合度较好。B.V.Zamyshlyayev[3]对沉底水下爆炸规律进行了研究,提出应将沉底爆炸简化为无限水域水下爆炸,将沉底载荷等效为无限水域载荷的107倍。姚熊亮[4]等利用SPH方法对沉底水雷爆炸威力进行了数值仿真,对峰值压力反射系数和爆炸流场参量进行了细致的研究,认为海底...  (本文共1页) 阅读全文>>