轻型鱼雷雷载计算机力学环境适应性设计研究

发布时间：2020-10-13 02:39

　　 轻型鱼雷作为鱼雷的重要分支,主要用于反潜作战,可通过水面舰艇管装发射,反潜直升机或固定翼反潜飞机空投,也可使用助飞火箭进行远程投送。雷载计算机负责全雷的信息处理与指令收发工作,在雷载设备中占有重要的地位。轻型鱼雷多平台使用的特点决定了其雷载计算机在全生命周期中会经历复杂多样的力学环境。在前期试验中曾出现因恶劣力学环境导致雷载计算机失效的严重故障。因此,通过梳理轻型鱼雷力学环境,以此为依据开展雷载计算机力学环境适应性仿真计算及实验验证工作,最终形成一套完整的力学环境适应性设计流程及方法,具有重要的理论意义和工程实用价值。论文从工程实际问题出发,以相关理论为支撑,通过数值模拟与试验验证相互对照的方法开展研究工作。通过梳理多平台轻型鱼雷的力学环境,确定了论文研究的典型力学环境;以实测数据为基础,计算得出了雷载计算机安装基点的振动数据;以振动数据为设计输入,对雷载计算机隔振系统开展隔振效果评估及优化设计工作;最后对隔振系统的冲击隔离性能进行了研究评估。论文取得了如下有价值的成果:1)基于模态理论,通过有限元建模仿真与模态试验结果相互对比修正的方法,建立了轻型鱼雷电子舱段的振动环境计算模型。以舱段振动数据为输入,计算了雷载计算机安装基点的振动力学环境。2)建立了经试验验证的雷载计算机隔振系统性能评估计算模型。以振动数据为设计输入,依据隔振理论,提出了优化目标。通过改变隔振器材料、改变隔振器几何尺寸等措施进行优化设计。形成了完整的隔振设计流程及方法。3)针对冲击问题高度非线性的特点,基于显式动力学算法,建立了雷载计算机冲击计算模型。通过冲击响应计算结果与试验结果对比,验证了建模方法的正确性。并对隔振优化设计方案的冲击隔离性能进行了评估。4)力学环境适应性设计得出的优化方案在振动、冲击隔离性能上均优于当前设计方案。实航振动工况下,空中飞行阶段主要振动频谱的能量降低了83.2%,水下航行阶段降低了68.5%;在冲击载荷作用下,加速度峰值下降了34.4%,力学环境适应性设计取得了良好的效果。
【学位单位】：中国舰船研究院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TJ630.3
【部分图文】：

行业研究现状离技术军航空电子整体研究项目表明，振动是导致航空电子设备失效的第长期作用下设备结构件及元器件会出现疲劳效应导致的破坏，特时钟电路中晶体振荡器的信号产生干扰。因此隔振设计是力学环容。隔振技术依据其原理与作用形式可分为无源隔振技术与有源振技术是一种依靠缓冲、阻尼等措施抑制振动的技术。无源隔振技后，机械振动的危害逐渐引起人们的重视，一些简单的无源隔振自上世纪五十年代以来，随着航空、航天技术的发展，振动对机从而推动了无源隔振技术的飞速发展。载雷达的隔振问题，合肥工业大学武冠宏对多自由度并联机构隔建立了并联隔振机构的振动传递数学模型,使用萤火虫优化算法,数,得出了振动传递率最优时的参数取值（图 1.1）[3]。

图 1.2 两种布置方式对比振结构设计上的创新外，新型材料也不断被用于无源隔振设计，但环境适应性更佳的金属橡胶材料。军械工程学院李宇明等，推导了金属橡胶材料的宏观和细观力学模型，模型能很好描性[5]。北京航空航天大学赵国伟等人分析了在简谐激励作用下响应及隔振特性[6]。除金属橡胶外，新型高分子阻尼材料可通构振动。如美国 J.M.Biggarstaff 等人将粘弹性阻尼材料嵌入复尼结构[7]。南京电子技术研究所王贤宙在直升机机载设备安装弹性阻尼材料，并进行了减振效能分析[8]。技术又称振动主动控制技术，是一种在隔振系统中引入次级振主振源振动抵消的隔振技术。有源隔振技术的研究始于上世纪期进入快速发展阶段。由于有源隔振技术抑制超低频振动具有系统组成复合系统。最新进展是将传感器、控制器、作动器与

2） 冲击隔冲击是冲击会导致的因素。无荷较高的条质量-弹簧人应用弹塑空军工程大隔离性能的隔离技术是在碰撞、致结构出现无源隔振系条件下，往簧模型，分析塑性质量-弹大学李学仁的影响（图图爆炸等外现塑性变形、系统的弹性缓往往需要使用析了均匀密度弹簧-连杆模仁等人研究图 1.4）[14]。1.3 四支点界激励作用、断裂等失缓冲与阻尼用多孔疏松度泡沫材料模型对冲击究了不同孔径点复合隔振系用下出现极失效问题，也尼耗散可以起松塑性变形材料的单向动态击波在泡沫金径与开孔结系统示意图极短时间大幅也是力学环起到吸收冲材料吸收冲态变形过程金属材料中结构对电子幅值脉冲加环境适应性设冲击能量的作冲击能量。如程[12]。北京理中的传播特性芯片缓冲橡加速度的物理设计中需着作用，但在如 Shim 等理工大学王性进行了研橡胶蜂窝夹理现象。着重考虑在冲击载等人采用王志华等研究[13]。夹层冲击
【参考文献】

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本文编号：2838620