基于动态子结构法舰船舱段冲击响应特性研究

发布时间：2022-04-27 20:49

　　目前舰艇冲击环境预报已越来越受到各国海军重视,舰艇冲击环境预报手段主要是有限元数值仿真和实船水下爆炸试验。实船试验耗费大量人力、财力资源且受实验环境干扰较大,不具备重复性;现代计算机技术发展为有限元数值仿真模拟舰艇大型复杂结构提供可能,但是舰船局部细化设计过程中,修改局部参数仍然需要对整体结构进行仿真计算,计算机仿真过程中依旧消耗大量计算资源、时间成本。因此本文以保证数值仿真精度同时降低计算成本为根本目的,旨在提供一种基于子结构方法的舰艇整体结构模态信息求解和水下爆炸载荷作用下冲击环境预报技术,具体内容如下:首先,通过大型浮动冲击平台水下爆炸试验验证有限元数值仿真在舰艇冲击环境预报方面的可靠性。实船试验过程中环境、传感器因素均会引入零漂误差,采用经验模态分解方法处理冲击响应信号,通过改进的镜像经验模态分解方法对传统分解方法存在的端点效应现象进行改进,分析有限元数值仿真方法与实船水下爆炸试验在冲击环境预报方面误差。第二,分析浮动冲击平台和水下加筋圆柱壳结构低频冲击环境特性,量化水下加筋圆柱壳整体结构对舰艇结构冲击环境贡献。通过分析相同水下爆炸载荷作用下,水下加筋圆柱壳结构舱段子结构与整体... 

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 舰船冲击环境预报
        1.2.2 动力缩聚方法研究
        1.2.3 模态综合方法
    1.3 本文主要研究内容
第2章 冲击环境数值有限元法试验验证
    2.1 引言
    2.2 舰船冲击环境有限元数值方法
        2.2.1 有限元模型
        2.2.2 工况设置
        2.2.3 有限元数值仿真结果分析
    2.3 实船水下爆炸冲击环境试验数据分析
        2.3.1 浮动冲击平台试验零漂信号分析
        2.3.2 基于EMD方法的时域信号处理
        2.3.3 基于端点抑制的镜像EMD分析改进
        2.3.4 改进EMD方法应用验证
    2.4 浮动冲击平台水下爆炸试验数值仿真对比
    2.5 本章小结
第3章 舱段整船冲击环境对比分析
    3.1 引言
    3.2 整体模态对冲击环境贡献分析
        3.2.1 浮动冲击平台整体冲击环境分布特性研究
        3.2.2 浮动冲击平台整体模态振动分布特性分析
    3.3 浮动冲击平台舱段子结构-整体冲击环境对比分析
        3.3.1 浮动冲击平台舱段子结构模型及计算工况
        3.3.2 舱段子结构整体冲击环境差异
    3.4 水下加筋圆柱壳舱段子结构-整体冲击环境差异
        3.4.1 水下加筋圆柱壳模型及工况设置
        3.4.2 圆柱壳子结构——整体冲击环境差异
    3.5 舱段子结构边界影响研究
        3.5.1 模型边界条件设置
        3.5.2 计算结果分析
    3.6 本章小结
第4章 自由界面模态综合加筋圆柱壳模态分析
    4.1 引言
    4.2 子结构动力缩聚方法
        4.2.1 Guyan法缩聚
        4.2.2 IRS动力缩聚方法
        4.2.3 迭代IRS缩聚方法
    4.3 整体结构自由界面模态求解
        4.3.1 简单子结构综合理论
        4.3.2 复杂连接子系统综合矩阵
    4.4 .自由界面模态综合方法数值验证
        4.4.1 验证模型简介
        4.4.2 加筋圆柱壳模态求解
    4.5 本章小结
第5章 自由界面模态综合法冲击环境预报
    5.1 引言
    5.2 自由界面模态综合时域响应求解方法
        5.2.1 子结构界面力
        5.2.2 中心差分法
    5.3 加筋圆柱壳冲击响应求解
        5.3.1 计算模型
        5.3.2 加筋圆柱壳自由界面模态综合响应计算
    5.4 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



本文编号：3649147