潜艇结构高频冲击环境的瞬态统计能量方法研究

发布时间：2021-04-20 20:20

　　冲击环境是衡量舰艇抗冲击性能,评价舰艇生命力的重要依据,冲击环境预报对于舰艇的设计和舰载设备抗冲击性能考核的重要性不言而喻。冲击谱是描述冲击环境最普遍的形式,但由于冲击环境预报方法的局限性,冲击谱的高频段预报未能得到很好地解决。因此,本文以高频冲击环境预报为根本目的,结合适用于解决高频复杂结构动力学响应的瞬态统计能量方法,从方法和工程应用上解决高频冲击环境预报问题,开展了瞬态统计能量法的高频冲击环境快速预报理论和试验研究。首先,分析双耦合子系统在受到单激励情况下,采用瞬态统计能量方法求解平衡方程,计算子系统能量包络的理论解的整个流程,从而推导拓展到多子系统结构在受到单激励的能量包络的理论解,即从理论上解决瞬态统计能量方法在多子系统结构中应用的问题。利用子系统能量包络理论解计算分析频率对应的加速度-时间曲线,对每个分析频率下的加速度采取叠加的方式估计子系统实际加速度时历曲线,并以此预报潜艇的加速度冲击响应谱,使得预报速度大大提高。第二,试验测试子系统的损耗因子。对潜艇结构适当简化并确定试验模型,对测点和激励点进行方案设计,开展试验获取典型子系统的内损耗因子和耦合损耗因子。分别依据基于Hi... 

【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第1章 绪论
    1.1 目的和意义
    1.2 国内外发展现状
        1.2.1 试验研究方面
        1.2.2 数值仿真方面
    1.3 论文主要工作简介
第2章 船体瞬态统计能量分析方法
    2.1 瞬态统计能量分析的基本方法
    2.2 瞬态统计能量法和冲击环境的关系
        2.2.1 冲击谱的概念和主要特性
        2.2.2 瞬态统计能量的重要参数
        2.2.3 瞬态统计能量参数与冲击谱的关系
        2.2.4 冲击谱精确解
    2.3 两种损耗因子的试验原理
        2.3.1 损耗因子和能量平衡方程
        2.3.2 内损耗因子的试验原理
        2.3.3 耦合损耗因子的试验原理
    2.4 多子系统冲击环境预报原理
        2.4.1 艇体子系统划分依据
        2.4.2 多子系统的能量时历求解
        2.4.3 多子系统的冲击环境预报
    2.5 本章小结
第3章 船体子系统损耗因子测试及数值
    3.1 模型尺寸的确定
    3.2 内损耗因子的测试、计算和结果
        3.2.1 试验准备与位点布置
        3.2.2 内损耗因子的计算案例
        3.2.3 试验数值结果及分析
    3.3 耦合损耗因子的测试、计算和结果
        3.3.1 位点布置
        3.3.2 耦合损耗因子的计算案例
        3.3.3 试验数值结果及分析
    3.4 本章小结
第4章 船体二子系统冲击环境对比研究
    4.1 虚拟模态综合方法
    4.2 虚拟模态法数值和试验对比
        4.2.1 VAOne仿真流程
        4.2.2 虚拟模态法数值仿真
        4.2.3 数值仿真的结果分析
    4.3 瞬态统计能量法数值和试验对比
        4.3.1 瞬态统计能量法获取冲击谱的基本方法
        4.3.2 计算案例
        4.3.3 瞬态统计能量法数值结果
        4.3.4 计算结果和对比分析
    4.4 本章小结
第5章 舱段高频冲击环境预报研究
    5.1 虚拟模态综合法的舱段冲击环境预报
        5.1.1 舱段统计能量模型的建立
        5.1.2 工况设置
        5.1.3 舱段的虚拟模态法仿真
    5.2 瞬态统计能量法的舱段冲击环境预报
        5.2.1 舱段的瞬态统计能量法计算
        5.2.2 不同工况下舱段冲击环境预报
        5.2.3 不同工况下预报结果及分析
    5.3 损耗因子误差对冲击环境预报的影响
        5.3.1 内损耗因子误差对子系统能量的影响
        5.3.2 耦合损耗因子误差对子系统能量的影响
        5.3.3 计算案例
        5.3.4 能量误差对冲击环境预报的影响
    5.4 舱段冲击环境的其他影响因素研究
        5.4.1 舱段尺度对冲击环境的影响
        5.4.2 冲击载荷对冲击环境的影响
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]冲击载荷识别的瞬态统计能量分析方法[J]. 毛伯永,谢石林,张希农.  振动与冲击. 2013(14)
[2]各主要海军国家设备抗冲击标准之比较[J]. 刘建湖,潘建强,何斌.  应用科技. 2010(09)
[3]基于Hilbert变换的结构内损耗因子测试研究[J]. 程广利,关成彬,胡生亮.  噪声与振动控制. 2006(04)
[4]瞬态激励下保守耦合系统的统计能量分析[J]. 周凤敏,张建,亓永.  山东理工大学学报(自然科学版). 2006(01)
[5]基于有限元法对比的统计能量法研究[J]. 伍先俊,翁雪涛,朱石坚.  振动与冲击. 2005(01)
[6]统计能量法及其在船舶声振预测中的应用综述[J]. 伍先俊,朱石坚.  武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2004(02)
[7]有限长圆筒壳与圆板连接的耦合损耗因子研究[J]. 杨晓华,姚德源.  战术导弹技术. 2002(02)
[8]平板与周期加筋阻尼板间耦合损耗因子的研究[J]. 王宏伟,赵德有.  船舶力学. 2001(02)
[9]某潜艇综合声纳声腔自噪声的统计能量方法分析[J]. 刘忠文,李天匀,骆东平.  舰船科学技术. 2000(03)
[10]非保守耦合系统的耦合损耗因子[J]. 盛美萍,王敏庆,孙进才.  声学学报. 1999(05)

博士论文
[1]浮动冲击平台冲击动力特性研究[D]. 王军.哈尔滨工程大学 2015

硕士论文
[1]高速船典型节点耦合损耗因子研究[D]. 吴雄祥.武汉理工大学 2013



本文编号：3150337