舰船若干细长体抗冲击问题研究
发布时间：2021-03-20 22:58
在舰船服役期间,可能会受到水下爆炸载荷的作用而产生冲击响应,这种作用更重要的会使得舰船本身以及内部设备产生冲击破坏。在舰船设备中,存在着一系列的细长体结构,常见的有舰船大规模管路、舰船推进轴系、升降装置以及船体梁等结构,这类结构的冲击性能与舰船的生命力息息相关。然而在工程上,不同结构所需求的工程问题却有所不同,因此,本文主要从舰船大规模管路的冲击应力以及船体梁总振动产生的低频加速度入手来分析细长结构的冲击问题,这将对提升细长体结构冲击性能具有一定的工程意义。具体做的内容如下:第一,本文探究了舰船大型管路在抗冲击分析中如何进行简化的问题。从边界条件、管内液体、建模流程以及加载方式等方面进行简化。通过三弯矩及五弯矩方程,推导得到了任意跨对目标跨弯矩的影响方程和求解方法,得到了边界条件的合理取法;通过流固耦合以及附加质量进行对比计算,探究管内液体随着管径变化的参与系数;利用APDL语言开发管路精细模型的快速建模软件,并探讨管路相关附件的简化建模方法。第二,给出了管路冲击响应计算的两种分析方法即有限元计算与传递矩阵计算,并给出相关影响因素。通过管路的有限元计算,得到管路的危险节点位置与规律,并...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：115 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
梁模型示意图
哈尔滨工程大学硕士学位论文12其中：Q为作用在梁上的外部载荷，在实际应用中，这个载荷可以是其他形式的外力。0,1,2,...,i-1,i,i+1,...,n-1,n为弹性支座的数量;l1,l2,...,li-1,li,li+1,...,ln-1,ln为横梁的跨长;I1,I2,...,Ii-1,Ii,Ii+1,...,In-1,In为横梁截面的惯性矩（垂直弯曲）;f0,f1,f2,...,fi-1,fi,fi+1,...,fn-1,fn为弹性支座下的挠度;a0,an为横梁的左端和右端弹性固定端的柔度。将横梁进行切割，分割为多个跨距，由于梁是连续性结构，其内部会存在着弯矩使得结构不被破坏，将梁分割开后，在其两端需产生附加弯矩Mi，这些弯矩在切割之后变为外部载荷，确定这些弯矩的大小任务的目标。分割后的模型如图2.2所示：图2.2梁分解示意图其中：Q1,Qi,Qi+1,Qn为分别在1,...i,i+1,....和n跨度上施加的外部载荷。对于具体的问题而言，这些载荷是明确的;0,n分别为左侧“0”和右侧“n”支撑的旋转角度。注意，在不同的支撑上，狭缝的左右两侧的所有边界条件是相同的。柔度Ai和弯矩Mi等也相同。对于每一段梁而言，在每个支座上的弯曲处具有旋转角i和i+1，如图2.3所示：其中i由四部分组成：i(Mi)为弯矩Mi的作用下的旋转角度;i(Mi+1)为弯矩Mi+1作用下的旋转角度;i(Qi+1)为外加负载Qi+1作用下的旋转角度;
第2章管路抗冲击分析的建模简化方法研究13i(fi,fi+1)为支撑处的挠度差引起的的旋转角度。则有：111()()()(,)iiiiiiiiiiMMQff（2-2）图2.3梁段的受力分析根据结构力学所学内容很容易得到以下四种情况的转角值，如图2.4所示：图2.4每种载荷引起的转角EIQlQ)Q(iii2421（2-3）EIlM)M(iiii31（2-4）111()6iiiiMlMEI（2-5）111iiiiiiilfftg)f,f(（2-6）因此可以得到以下平衡方程：
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于CEL理论的弧形闸门流固耦合的数值模拟[J]. 张凡,巫世晶,孟凡刚,李国梁. 水电能源科学. 2016(03)
[2]基于CEL算法的滑坡涌浪研究[J]. 徐文杰. 工程地质学报. 2012(03)
[3]多体系统传递矩阵法研究进展[J]. 芮筱亭,戎保. 力学进展. 2012(01)
[4]某轮主机燃油管路振动分析及对策[J]. 刘彦辉,黄玉学,胡龙军. 舰船科学技术. 2010(09)
[5]舰船管路系统冲击响应时域仿真及试验研究[J]. 汪宏伟,汪玉,赵建华. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2010(04)
[6]EFAST法在管路系统冲击响应中的应用研究[J]. 汪宏伟,汪玉,赵建华. 振动与冲击. 2010(04)
[7]舰船水下非接触爆炸抗冲击技术综述[J]. 汪玉,张磊,史少华,杜俭业. 科技导报. 2009(14)
[8]管路系统冲击设计方法分析[J]. 李兆俊,汪玉,陈学德,吕襄波,刘新凯,伍克波. 振动与冲击. 2008(09)
[9]国内外舰艇管路系统抗冲击技术工作述评[J]. 陈刚,汪玉,李兆俊. 振动与冲击. 2007(04)
[10]冲击载荷作用下舰艇管路系统全局参数灵敏度分析[J]. 陈刚,汪玉,毛为民,李兆俊,吴广明. 振动与冲击. 2007(03)
博士论文
[1]精细积分方法的改进及其在动力学与控制中的应用[D]. 谭述君.大连理工大学 2009
[2]水面舰船设备冲击环境与结构抗冲击性能研究[D]. 尹群.南京航空航天大学 2006
[3]舰船非接触水下爆炸动力学的理论与应用[D]. 刘建湖.中国船舶科学研究中心 2002
硕士论文
[1]船体水下爆炸冲击动弯矩理论与试验研究[D]. 郭建军.哈尔滨工程大学 2016
[2]舰艇管系抗冲击性能研究[D]. 朱相军.沈阳工业大学 2015
[3]管路与船体结构耦合冲击响应分析方法研究[D]. 丁建军.哈尔滨工程大学 2013
[4]舰用蒸汽管路抗冲击分析[D]. 王秋颖.哈尔滨工程大学 2007
[5]模态参数识别方法与模块开发[D]. 郭胜利.南京航空航天大学 2007
本文编号：3091824
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：115 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
梁模型示意图
哈尔滨工程大学硕士学位论文12其中：Q为作用在梁上的外部载荷，在实际应用中，这个载荷可以是其他形式的外力。0,1,2,...,i-1,i,i+1,...,n-1,n为弹性支座的数量;l1,l2,...,li-1,li,li+1,...,ln-1,ln为横梁的跨长;I1,I2,...,Ii-1,Ii,Ii+1,...,In-1,In为横梁截面的惯性矩（垂直弯曲）;f0,f1,f2,...,fi-1,fi,fi+1,...,fn-1,fn为弹性支座下的挠度;a0,an为横梁的左端和右端弹性固定端的柔度。将横梁进行切割，分割为多个跨距，由于梁是连续性结构，其内部会存在着弯矩使得结构不被破坏，将梁分割开后，在其两端需产生附加弯矩Mi，这些弯矩在切割之后变为外部载荷，确定这些弯矩的大小任务的目标。分割后的模型如图2.2所示：图2.2梁分解示意图其中：Q1,Qi,Qi+1,Qn为分别在1,...i,i+1,....和n跨度上施加的外部载荷。对于具体的问题而言，这些载荷是明确的;0,n分别为左侧“0”和右侧“n”支撑的旋转角度。注意，在不同的支撑上，狭缝的左右两侧的所有边界条件是相同的。柔度Ai和弯矩Mi等也相同。对于每一段梁而言，在每个支座上的弯曲处具有旋转角i和i+1，如图2.3所示：其中i由四部分组成：i(Mi)为弯矩Mi的作用下的旋转角度;i(Mi+1)为弯矩Mi+1作用下的旋转角度;i(Qi+1)为外加负载Qi+1作用下的旋转角度;
第2章管路抗冲击分析的建模简化方法研究13i(fi,fi+1)为支撑处的挠度差引起的的旋转角度。则有：111()()()(,)iiiiiiiiiiMMQff（2-2）图2.3梁段的受力分析根据结构力学所学内容很容易得到以下四种情况的转角值，如图2.4所示：图2.4每种载荷引起的转角EIQlQ)Q(iii2421（2-3）EIlM)M(iiii31（2-4）111()6iiiiMlMEI（2-5）111iiiiiiilfftg)f,f(（2-6）因此可以得到以下平衡方程：
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于CEL理论的弧形闸门流固耦合的数值模拟[J]. 张凡,巫世晶,孟凡刚,李国梁. 水电能源科学. 2016(03)
[2]基于CEL算法的滑坡涌浪研究[J]. 徐文杰. 工程地质学报. 2012(03)
[3]多体系统传递矩阵法研究进展[J]. 芮筱亭,戎保. 力学进展. 2012(01)
[4]某轮主机燃油管路振动分析及对策[J]. 刘彦辉,黄玉学,胡龙军. 舰船科学技术. 2010(09)
[5]舰船管路系统冲击响应时域仿真及试验研究[J]. 汪宏伟,汪玉,赵建华. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2010(04)
[6]EFAST法在管路系统冲击响应中的应用研究[J]. 汪宏伟,汪玉,赵建华. 振动与冲击. 2010(04)
[7]舰船水下非接触爆炸抗冲击技术综述[J]. 汪玉,张磊,史少华,杜俭业. 科技导报. 2009(14)
[8]管路系统冲击设计方法分析[J]. 李兆俊,汪玉,陈学德,吕襄波,刘新凯,伍克波. 振动与冲击. 2008(09)
[9]国内外舰艇管路系统抗冲击技术工作述评[J]. 陈刚,汪玉,李兆俊. 振动与冲击. 2007(04)
[10]冲击载荷作用下舰艇管路系统全局参数灵敏度分析[J]. 陈刚,汪玉,毛为民,李兆俊,吴广明. 振动与冲击. 2007(03)
博士论文
[1]精细积分方法的改进及其在动力学与控制中的应用[D]. 谭述君.大连理工大学 2009
[2]水面舰船设备冲击环境与结构抗冲击性能研究[D]. 尹群.南京航空航天大学 2006
[3]舰船非接触水下爆炸动力学的理论与应用[D]. 刘建湖.中国船舶科学研究中心 2002
硕士论文
[1]船体水下爆炸冲击动弯矩理论与试验研究[D]. 郭建军.哈尔滨工程大学 2016
[2]舰艇管系抗冲击性能研究[D]. 朱相军.沈阳工业大学 2015
[3]管路与船体结构耦合冲击响应分析方法研究[D]. 丁建军.哈尔滨工程大学 2013
[4]舰用蒸汽管路抗冲击分析[D]. 王秋颖.哈尔滨工程大学 2007
[5]模态参数识别方法与模块开发[D]. 郭胜利.南京航空航天大学 2007
本文编号：3091824
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