某大型舰用燃气轮机支撑结构冲击动力学模型研究

发布时间：2020-08-15 10:41

【摘要】：军用舰艇设备系统的抗冲击性能决定了舰艇的战斗力和生命力,对一场海战的胜负起着至关重要的作用。因此,各国为提高舰载设备的抗冲击性能,均对关键的设备进行冲击试验。对于体积较小、重量较轻的设备多采用冲击机进行试验,大中型的设备则利用浮动冲击平台进行试验。大中型设备在研制之初,均会提及设备的相对薄弱部件,而多次进行整体设备试验来考核单个部件必定会耗费大量的财力物力。本文即是在此背景下,结合实际工程需求,以某大型舰用燃气轮机的薄弱部件——支撑结构为研究对象,提出一种基于冲击响应等效的燃气轮机支撑结构的部件试验方法,为大中型舰艇设备关键部件抗冲击试验提供了新的趋势及方法。本文结合舰船设备抗冲击方法的研究现状,详细分析了目前国内外舰用燃气轮机抗冲击性能的研究方式及进展。根据实际工程需求,采用局部分析法对某大型舰用燃气轮机的三组支撑结构进行分析,最终选取承受更为恶劣环境的后支撑结构作为研究对象,考虑部件冲击试验的可行性,需建立后支撑结构的相似试验模型。首先以相似理论为基础,分析了原模型与相似试验模型之间的基本相似量,并根据相似准则推导出冲击载荷作用下,原模型与相似试验模型的冲击响应的相似变换关系;然后通过对后支撑结构的边界条件和冲击环境的分析,建立了后支撑结构的缩比试验模型,并利用有限元软件验证了原模型与缩比试验模型的固有特性关系,同时利用振动试验校验了缩比试验模型的模态分析结果的正确性;其次将燃气轮机整机海上考核试验中后支撑结构的冲击响应与缩比相似模型数值模拟响应结果进行相似性分析,结果表明,所建立的缩比试验模型能在一定程度上反映出原后支撑结构的冲击响应情况;最后开展了后支撑结构缩比试验模型的冲击试验,同时完成了原模型数值模拟结果、缩比试验模型试验结果以及数值模拟结果三者之间冲击响应等效性的分析,结果表明,所建立的缩比试验模型能预测出原模型的冲击响应特性。通过缩比试验模型的破坏性冲击试验得到了后支撑结构的薄弱部位,对该种支撑结构的抗冲击性能的优化设计提供了重要的指导意见。
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U674.703.2
【图文】：

考核设备时，具有容易控制冲击载荷、可重复性高、数据采集及处理方便等优点，然而受冲击机尺寸限制，无法对柴油机、燃气轮机等大型设备进行考核。图1.1 垂向双波冲击机Fig. 1.1 The vertical double wave impact machine为了解决上述问题，且提供给设备更贴近实战的冲击环境，各国开始研究利用浮动平台对设备进行考核。对浮动平台建设方面，美国最为完善。1959年，美国海军研沈阳工业大学硕士学位论文

沈阳工业大学硕士学位论文究所设计并建造了一个可考核27.24t设备的浮动平台，在1973年又建造了当时世界最大的浮动平台，最大考核设备质量达181.6t，在MIL-S-901D[14]中介绍了规格为8.53×4.88m的标准浮动平台及15.24×9.07m的大型浮动平台[21-24]。我国浮动平台在规格与考核设备质量方面与美国不同，主要有5.4×4.0×2.2m的小型浮动平台，考核设备质量达8t；11.7×5m的标准浮动平台，考核设备质量达36t[25-26]，最大考核设备质量为50t的中型浮动平台及最大考核质量可达200t的大型浮动平台。

沈阳工业大学硕士学位论文究所设计并建造了一个可考核27.24t设备的浮动平台，在1973年又建造了当时世界最大的浮动平台，最大考核设备质量达181.6t，在MIL-S-901D[14]中介绍了规格为8.53×4.88m的标准浮动平台及15.24×9.07m的大型浮动平台[21-24]。我国浮动平台在规格与考核设备质量方面与美国不同，主要有5.4×4.0×2.2m的小型浮动平台，考核设备质量达8t；11.7×5m的标准浮动平台，考核设备质量达36t[25-26]，最大考核设备质量为50t的中型浮动平台及最大考核质量可达200t的大型浮动平台。

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 ;鞋底中部的支撑结构[J];中外鞋业;2018年01期

2 朱富海;新型大孔率填料支撑截面干吸塔的开发和应用[J];硫酸工业;1989年03期

3 张耀平;易凌;;钢框架支撑结构的分析方法及影响因素[J];广东建材;2007年09期

4 余恪三;水轮发电机推力轴承支撑结构和原理探讨[J];水电站机电技术;1996年01期

5 王德如;杨和振;;海上风机支撑结构的时域和频域疲劳对比研究[J];舰船科学技术;2017年07期

6 吴娟英;;石化装置中钢框架-支撑结构设计探讨[J];化工与医药工程;2017年04期

7 张军;张帆;高明辉;;大口径反射镜及其支撑结构设计[J];长春工业大学学报(自然科学版);2012年02期

8 王宏芳;杨星;;下部支撑结构对网壳动力性能的影响[J];辽宁建材;2008年04期

9 唐杨;;国内V形支撑结构桥梁设计与研究综述[J];特种结构;2019年03期

10 姚雯;耿元伟;张汇平;江克进;;B型独立舱支撑结构的计算分析[J];船海工程;2017年06期

相关会议论文 前10条

1 祁扬;韩宁;;静力弹塑性分析在钢框架支撑结构中的应用——以新建天津图书馆为例[A];第十三届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2013年

2 练继建;刘红波;;既有风电支撑结构形式总结与分析[A];第十三届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2013年

3 朱佳宁;白国良;李红星;;大型火电厂空冷主支撑结构动力特性分析[A];首届全国建筑结构技术交流会论文集[C];2006年

4 吴文凯;李经泽;胡绍全;朱明智;;大型光学支撑结构的动态设计[A];中国工程物理研究院科技年报（1999）[C];1999年

5 金路;刘丹;贾连光;;考虑随机缺陷的钢框架支撑结构试验研究与有限元分析[A];第24届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅱ册）[C];2015年

6 陈晓娟;吴文凯;汪宝旭;朱明智;阙兴华;傅学农;徐元利;陈刚;黄湛;;柔性反射镜支撑结构设计与分析[A];2015 年（第七届）西部光子学学术会议论文集[C];2015年

7 冉克显;王海忠;刘学春;;高层钢框架预应力支撑结构抗侧性能研究[A];第十三届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2013年

8 陈晓娟;;阵列式大口径反射镜背支撑结构[A];2016年版中国工程物理研究院科技年报[C];2016年

9 师雪艳;张勇;朱文章;柏云清;宋勇;;液态重金属反应堆吊式容器Y型支撑结构的应力分析[A];中国力学大会-2015论文摘要集[C];2015年

10 郑延丰;谢俊乔;罗尧治;陈红;施炳华;;无剪刀撑框架式支撑结构稳定承载力的有限元分析[A];第十三届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2013年

相关重要报纸文章 前7条

1 延安市发展和改革委员会主任 高福华;强力推进重大项目建设 支撑结构调整转型发展[N];陕西日报;2013年

2 郑柯;发展高新技术 支撑结构调整[N];镇江日报;2009年

3 ;一体机的改善空间[N];电脑报;2011年

4 本报记者 支凤翔;开门纳谏 问计于民[N];巴彦淖尔日报(汉);2009年

5 市委党校 陈伟;大力发展知识经济 促进辽源快速发展[N];辽源日报;2008年

6 山东 刘国起;母线绝缘支撑结构不合理引起的短路故障[N];电子报;2007年

7 黑龙江省社会科学院社会学所 王欣剑;少了“单位游”多了“家庭游”[N];哈尔滨日报;2006年

相关博士学位论文 前10条

1 毛羽忻;面向3D打印的模型支撑结构设计与优化[D];北京工业大学;2018年

2 高明辉;空间光学遥感器超薄反射镜及其支撑结构研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2004年

3 汤海波;高层建筑钢框架—支撑结构二阶随机反应分析[D];华南理工大学;1996年

4 何勇民;层状过渡金属硫属化合物自支撑结构的设计和层间相互作用的研究[D];兰州大学;2015年

5 郝晓燕;腹板式防屈曲支撑结构的试验及理论研究[D];大连理工大学;2015年

6 季渊;多高层框架—支撑结构的弹塑性稳定性分析及其支撑研究[D];浙江大学;2003年

7 李威;空间相机主次镜间支撑结构技术研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2010年

8 孟s

本文编号：2794001