双级减震系统冲击响应特性分析

发布时间：2017-07-07 07:12

  本文关键词：双级减震系统冲击响应特性分析

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【摘要】：随着科学技术的发展,水中兵器的攻击范围与杀伤半径不断提高,作战过程中舰船不可避免地会受到非接触爆炸等冲击载荷作用,为保证舰船上的装备在这类冲击载荷作用后能够正常工作,对这些装备的抗冲减震提出了很高要求。双层减震系统由于具有双模抗冲和隔震能力,在国内外的舰载装备尤其是潜载装备中得到了较为广泛的应用。由于双层减震系统的设计参数众多,包括双层结构的质量比、刚度比、上层频率以及布置形式等,具有复杂的冲击响应特性,对设计和分析带来较大的困难。因此,本文以双层减震系统作为研究对象,从两自由度简化模型、双层梁模型以及有限元模型入手,对其响应特性和参数依赖关系进行深入研究,为双层减震系统的设计分析提供科学依据。本文首先利用两自由度简化模型,对质量比、刚度比、阻尼以及上层频率这四个独立变量影响下的冲击响应特性进行了研究分析,结果表明当阻尼为零时,在不同刚度比条件下,下层相对位移随着质量比的增加而减小,减震对象的最大加速度与上层相对位移随质量比的变化规律基本一致,通过确定合理的阻尼比,能够有效提高模型的抗冲击性能。其次,分析了梁-弹簧模型在不同质量比、刚度比、阻尼下的冲击响应,表明梁-弹簧模型在不同刚度比、阻尼下随质量比的变化规律与双自由度简化模型基本吻合。利用梁-弹簧减震模型,对减震环节布置形式进行了初步的分析,表明减震环节布置位置对系统冲击响应影响较小。在此基础上,利用有限元模型对梁-柱体模型、实体-壳模型进行了对比研究和分析,通过四类模型的对比分析,表明当减震系统中弹体、内筒的抗弯能力较大时,可采用两自由度模型或实体-壳模型对其抗冲击性能进行预测,当减震系统中弹体、内筒的抗弯能力较小时,宜采用梁-弹簧模型、实体-壳模型对其抗冲击性能进行预测。
【关键词】：冲击响应 刚度比 质量比 双级减震系统
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U674.703
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-19
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势11-15
• 1.2.1 发射系统中的减震结构11-12
• 1.2.2 减震系统研究模型与方法12-14
• 1.2.3 双级减震系统研究情况14-15
• 1.3 本文主要工作15-19
• 1.3.1 研究思路与方法15-18
• 1.3.2 主要工作18-19
• 第2章 两自由度模型冲击响应特性分析19-36
• 2.1 两自由度模型19-21
• 2.1.1 模型简化思路19-20
• 2.1.2 动力学响应模型20-21
• 2.2 两自由度模型时频响应特性21-25
• 2.2.1 时域响应特性21-24
• 2.2.2 频域响应特性24-25
• 2.3 两自由系统抗冲击影响因素分析25-34
• 2.3.1 质量比、刚度比对无阻尼两自由度系统性能的影响25-28
• 2.3.2 阻尼对两自由度系统的影响28-34
• 2.4 本章小结34-36
• 第3章 梁-弹簧模型冲击响应特性分析36-58
• 3.1 梁-弹簧模型36-40
• 3.1.1 模型结构36-37
• 3.1.2 模型校验37-40
• 3.2 典型位置时频响应特性40-44
• 3.2.1 梁-弹簧模型主要设计参数分析40-41
• 3.2.2 时域响应特性41-43
• 3.2.3 频域响应特性43-44
• 3.3 梁-弹簧模型影响因素分析44-57
• 3.3.1 刚度比、质量比的影响44-45
• 3.3.2 阻尼的影响45-52
• 3.3.3 上下层弹簧数量的影响52-57
• 3.4 本章小结57-58
• 第4章 有限元模型抗冲击性能分析58-69
• 4.1 有限元模型58-63
• 4.1.1 梁-柱体有限元模型58-59
• 4.1.2 实体-壳有限元模型59-63
• 4.2 典型位置时频结果分析63-67
• 4.2.1 时域响应特性63-66
• 4.2.2 频域响应特性66-67
• 4.3 本章小结67-69
• 结论69-71
• 参考文献71-75
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单75-76
• 致谢76

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本文编号：529223