基于WORKBENCH的某船用雷达二维转向台基座疲劳分析
发布时间：2021-12-21 23:23
船舶在海上会受到风、浪和流等载荷的影响而发生振荡运动,对人员和设备带来安全隐患,所以校核船载仪器的疲劳寿命设计和找到可靠的疲劳寿命计算方法就显得尤为重要.将机械振动理论应用于船载雷达二维转向台架高基座疲劳分析的研究,建立了某船载雷达纵摇、横摇、二维转向台惯性力和转矩模型,并借助WORKBENCH软件进行疲劳寿命分析,疲劳寿命分析结果满足该结构整体设计需求.
【文章来源】：北京建筑大学学报. 2020,36(03)
【文章页数】：8 页
【图文】：
摇船载雷达工况下横摇及纵摇运动示意图Fig.2摇Schematicdiagramofrollingandpitchingmotionofshipborneradar
搅鞒?分析的目的[10].2郾2郾1摇原模型整体取出二维转向台模型,在支座底面建立坐标系,如图3(a)所示,分析原模型质量以及质心相对坐标系的位置,结果如下:质量:M=172郾27kg重心:X=15郾41mm,Y=20郾86mm,Z=441郾94mm2郾2郾2摇设计替代模型所设计的替代模型如图3(b)所示,分析模型质量及质心位置,结果如下:质量:M=172郾74kg重心:X=15郾72mm,Y=21郾10mm,Z=442郾24mm原模型及等效替代模型如图3所示.比较结果见表1.图3摇船载雷达二维转向台Fig.3摇Twodimensionalsteeringplatformassemblyofshipborneradar摇表1摇二维转向台等效替代模型与原模型比较差值Tab.1摇Comparisondifferencebetweenequivalentsubstitutemodelandoriginalmodeloftwo鄄dimensionalsteeringtable原模型替代模型差值质量/kg172郾27172郾74-0郾46X坐标/mm15郾4115郾72-0郾31Y坐标/mm20郾8621郾10-0郾24Z坐标/mm441郾94442郾24-0郾30摇摇由表1可知,替代模型原模型的质量差0郾46kg;质心坐标值误差都在0郾50mm以内,等效替代的模型的质量与质心位置相比于原模型都没有发生较大改变,相比于模型总质量和原质心位置可以忽略不计.所以疲劳分析时替代模型完全可以取代原有模型.2郾3摇分析方案及计算实例步骤参照船体的三维模型及船载雷达在船体上的位置,构建空间三维直角坐标系来描述船载雷达质心位置[11].船载雷达工况下二维转向台质心位置如图4所示.2郾3郾1摇建立坐标系以船体摇摆中心为坐标原点,纵向线为Y轴,横向线为X轴,高度方向为Z轴,则二?
北京建筑大学学报2020年图4摇船载雷达工况下二维转向台质心位置Fig.4摇Centroidpositionoftwo鄄dimensionalsteeringplatformundertheconditionofshipborneradar摇高度:H=20郾00m分析部分质量:M=326郾79kg2郾3郾2摇载荷分析1)计算转向台纵摇惯性力Fh将船载雷达质心分别投影到Y鄄Z与X鄄Z平面上,将质心受到的力分解分析[12].纵摇中心为横向线(X轴),将三维坐标投影到Y鄄Z平面,如图5所示.图5摇船载雷达工况下横摇时二维转向台质心位置投影Fig.5摇Centroidpositionoftwo鄄dimensionalsteeringplatformundertheconditionofshipborneradar摇纵摇半径Rh为:Rh=L2h+H2=79郾56m(1)最大振幅AhM为:AhM=Rh兹zy仔180=4郾16m(2)振动圆频率棕为:棕=2仔1Th=0郾52r/s(3)式中:Th为纵摇振动周期,取Th=12s,兹zy为纵摇摇摆角,取兹zy=3毅.正弦分量sin兹h为:sin兹h=HRh=0郾25(4)余弦分量cos兹h为:cos兹h=LhRh=0郾97(5)式中:兹h为纵向线(Y轴)与纵摇半径的夹角.假设为正弦振荡,则振荡振幅随时间变化如下:震荡振幅Ah为:Ah=AhMsin(棕t)=4郾16sin(0郾52t)(6)速度Vh为:Vh=棕AhMcos(棕t)=2郾16cos(0郾52t)(7)加速度ah为:ah=-棕2AhMsin(棕t)=-1郾12sin(0郾52t)(8)式中:t为时间变量.由以上可得转向台纵摇惯性力Fh为:Fh=Mah=-366郾00sin(0郾52t)(9)纵摇?
【参考文献】：
期刊论文
[1]船载货物的惯性力研究[J]. 陈益平,刘宝新,袁沐. 军事交通学院学报. 2019(01)
[2]虚拟现实技术在船舶雷达机构故障检测中的应用[J]. 万先梅. 舰船科学技术. 2018(08)
[3]T型翼控制船舶在波浪上纵向运动的数值研究[J]. 孙一方,姜宜辰,宗智. 中国舰船研究. 2018(02)
[4]船载雷达测波仪的设计鉴定试验方法研究[J]. 邓万红,卢志忠,卫延波. 中国测试. 2018(03)
[5]汽车控制臂后衬套台架试验疲劳寿命分析[J]. 魏志刚,朱雪冰,陈效华,张李侠. 机械工程学报. 2016(12)
[6]某天线稳定平台的结构设计[J]. 王昭. 电子机械工程. 2012(04)
[7]惯性稳定平台的稳定条件与陀螺安装位置[J]. 李勇建. 压电与声光. 2011(02)
[8]雷达转台结构部件的有限元分析[J]. 平丽浩,王长武. 现代雷达. 2006(09)
[9]舰载雷达天线载荷的确定[J]. 肖万选. 现代雷达. 1998(05)
硕士论文
[1]集装箱船迎浪参数横摇的数值模拟方法研究[D]. 张杰.哈尔滨工程大学 2014
本文编号：3545367
【文章来源】：北京建筑大学学报. 2020,36(03)
【文章页数】：8 页
【图文】：
摇船载雷达工况下横摇及纵摇运动示意图Fig.2摇Schematicdiagramofrollingandpitchingmotionofshipborneradar
搅鞒?分析的目的[10].2郾2郾1摇原模型整体取出二维转向台模型,在支座底面建立坐标系,如图3(a)所示,分析原模型质量以及质心相对坐标系的位置,结果如下:质量:M=172郾27kg重心:X=15郾41mm,Y=20郾86mm,Z=441郾94mm2郾2郾2摇设计替代模型所设计的替代模型如图3(b)所示,分析模型质量及质心位置,结果如下:质量:M=172郾74kg重心:X=15郾72mm,Y=21郾10mm,Z=442郾24mm原模型及等效替代模型如图3所示.比较结果见表1.图3摇船载雷达二维转向台Fig.3摇Twodimensionalsteeringplatformassemblyofshipborneradar摇表1摇二维转向台等效替代模型与原模型比较差值Tab.1摇Comparisondifferencebetweenequivalentsubstitutemodelandoriginalmodeloftwo鄄dimensionalsteeringtable原模型替代模型差值质量/kg172郾27172郾74-0郾46X坐标/mm15郾4115郾72-0郾31Y坐标/mm20郾8621郾10-0郾24Z坐标/mm441郾94442郾24-0郾30摇摇由表1可知,替代模型原模型的质量差0郾46kg;质心坐标值误差都在0郾50mm以内,等效替代的模型的质量与质心位置相比于原模型都没有发生较大改变,相比于模型总质量和原质心位置可以忽略不计.所以疲劳分析时替代模型完全可以取代原有模型.2郾3摇分析方案及计算实例步骤参照船体的三维模型及船载雷达在船体上的位置,构建空间三维直角坐标系来描述船载雷达质心位置[11].船载雷达工况下二维转向台质心位置如图4所示.2郾3郾1摇建立坐标系以船体摇摆中心为坐标原点,纵向线为Y轴,横向线为X轴,高度方向为Z轴,则二?
北京建筑大学学报2020年图4摇船载雷达工况下二维转向台质心位置Fig.4摇Centroidpositionoftwo鄄dimensionalsteeringplatformundertheconditionofshipborneradar摇高度:H=20郾00m分析部分质量:M=326郾79kg2郾3郾2摇载荷分析1)计算转向台纵摇惯性力Fh将船载雷达质心分别投影到Y鄄Z与X鄄Z平面上,将质心受到的力分解分析[12].纵摇中心为横向线(X轴),将三维坐标投影到Y鄄Z平面,如图5所示.图5摇船载雷达工况下横摇时二维转向台质心位置投影Fig.5摇Centroidpositionoftwo鄄dimensionalsteeringplatformundertheconditionofshipborneradar摇纵摇半径Rh为:Rh=L2h+H2=79郾56m(1)最大振幅AhM为:AhM=Rh兹zy仔180=4郾16m(2)振动圆频率棕为:棕=2仔1Th=0郾52r/s(3)式中:Th为纵摇振动周期,取Th=12s,兹zy为纵摇摇摆角,取兹zy=3毅.正弦分量sin兹h为:sin兹h=HRh=0郾25(4)余弦分量cos兹h为:cos兹h=LhRh=0郾97(5)式中:兹h为纵向线(Y轴)与纵摇半径的夹角.假设为正弦振荡,则振荡振幅随时间变化如下:震荡振幅Ah为:Ah=AhMsin(棕t)=4郾16sin(0郾52t)(6)速度Vh为:Vh=棕AhMcos(棕t)=2郾16cos(0郾52t)(7)加速度ah为:ah=-棕2AhMsin(棕t)=-1郾12sin(0郾52t)(8)式中:t为时间变量.由以上可得转向台纵摇惯性力Fh为:Fh=Mah=-366郾00sin(0郾52t)(9)纵摇?
【参考文献】：
期刊论文
[1]船载货物的惯性力研究[J]. 陈益平,刘宝新,袁沐. 军事交通学院学报. 2019(01)
[2]虚拟现实技术在船舶雷达机构故障检测中的应用[J]. 万先梅. 舰船科学技术. 2018(08)
[3]T型翼控制船舶在波浪上纵向运动的数值研究[J]. 孙一方,姜宜辰,宗智. 中国舰船研究. 2018(02)
[4]船载雷达测波仪的设计鉴定试验方法研究[J]. 邓万红,卢志忠,卫延波. 中国测试. 2018(03)
[5]汽车控制臂后衬套台架试验疲劳寿命分析[J]. 魏志刚,朱雪冰,陈效华,张李侠. 机械工程学报. 2016(12)
[6]某天线稳定平台的结构设计[J]. 王昭. 电子机械工程. 2012(04)
[7]惯性稳定平台的稳定条件与陀螺安装位置[J]. 李勇建. 压电与声光. 2011(02)
[8]雷达转台结构部件的有限元分析[J]. 平丽浩,王长武. 现代雷达. 2006(09)
[9]舰载雷达天线载荷的确定[J]. 肖万选. 现代雷达. 1998(05)
硕士论文
[1]集装箱船迎浪参数横摇的数值模拟方法研究[D]. 张杰.哈尔滨工程大学 2014
本文编号：3545367
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