舰用桅杆复合材料天线罩结构设计研究
发布时间：2021-02-23 10:39
隐身设计作为提高水面舰船隐身性能的重要手段正日益受到世界各国海军的高度重视。桅杆由于位于水面舰船结构的最高位置，其隐身性能的好坏将直接影响全舰隐身性能的优劣。因此，各国海军在舰船设计中均开始采用隐身集成桅杆，以提高其隐身性能。本文将针对隐身集成桅杆与传统桅杆设计的特殊性，通过开展隐身集成桅杆天线罩设计载荷计算方法、天线罩材料和连接结构设计及力学性能分析，初步形成隐身集成桅杆复合材料天线罩结构设计方法，旨在为隐身集成桅杆天线罩的结构设计提供参考。首先，本文在总结国外隐身集成桅杆研究成果的基础上，综合考虑外形隐身和材料隐身要求，并立足国内现有舰载观通设备，提出了典型的隐身集成桅杆结构形式。针对隐身桅杆外形设计的特殊性将导致其绕流特性的差异，本文对隐身集成桅杆的风载分布特性进行了数值模拟，通过分析平均压力和脉动压力的轴向和周向分布规律，总结提出了天线罩所受风载的设计计算方法。其次，根据本文提出的复合材料天线罩结构设计的刚度准则，确定了强度同样满足要求的天线罩复合层板结构形式。采用弧长法对复合材料天线罩进行了非线性稳定性分析，得到了天线罩结构的临界载荷安全系数；同时，通过隐身集成桅杆的振动特性...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
各时期舰船的典型桅杆（各张图片均来源于网络）
2 封闭式隐身集成桅杆结构效果图（图片来源于网成桅杆研究与应用现状全封闭式桅杆/传感器系统成桅杆作为先进舰船的重要标志，已在各海军强国。美国海军于 1995 年开始研制先进的全封闭闭式隐身集成桅杆”），并首先在“斯普鲁恩斯”级。该桅杆高达 28m，直径达 10.7m，它由上下两个组成，上半部分覆盖的 FSS 可选择透过雷达波，下，同时结构本身的设计也可反射雷达波，这样整舰海军对 AEM/S 系统进行了改进，在其内部加装了该系统的试用，美国掌握了封闭式隐身桅杆的设计栖船坞运输舰上成功应用。该舰的前后两个桅杆均
图 1.3 首次安装封闭式桅杆的美国“斯普鲁恩斯”级导弹驱逐舰图 1.4 安装两个先进封闭式桅杆的美国“圣安东尼奥”级两栖船坞运输舰为了更大程度的提高舰船的隐身性能，美国在 21 世纪开始了一体化集成上层建筑的研制工作，综合运用了系统集成技术、集成天线技术、联合孔径技术以及材料技术等，使隐身设计与上层建筑的设计相结合，以提高整舰的总体作战性能和隐身性能。如图 1.5所示，以 DD（X）为代表的美国新一代水面舰船的桅杆与上层建筑已实现了共型集成化，它采用了简洁、光滑以及多面的塔式上层建筑取代了传统的桅式上层建筑，可使舰船的 RCS 减小 20%~50%，甚至可达到 80%。
【参考文献】：
期刊论文
[1]倾斜侧壁正八边形天线罩风载特性研究[J]. 孙宝国,李刚,刘海,高宏林. 中国舰船研究. 2012(06)
[2]封闭式综合集成桅杆风载分布特性研究[J]. 李刚,佟施宇,丁建军,张忠宇,杨娜娜. 船舶. 2012(02)
[3]隐身桅杆与主船体耦合RCS特性研究[J]. 程子君,吴启华. 中国舰船研究. 2011(03)
[4]几何尺寸对胶接接头强度影响的有限元模拟[J]. 夏美玲,卢超,门平,王乃波. 宇航材料工艺. 2010(06)
[5]封闭式隐身桅杆的初步设计与效果评估[J]. 吕明云,黄敏杰,武哲. 电波科学学报. 2010(05)
[6]漫谈舰船桅杆[J]. 吴越. 舰载武器. 2010(08)
[7]舰船隐身技术[J]. 徐杰. 舰船电子工程. 2010(06)
[8]用改进MMN的MLFMA分析外形隐身的多频减缩特性（英文）[J]. 刘战合,武哲,高旭,李莹,姬金祖. Chinese Journal of Aeronautics. 2010(03)
[9]船用复合材料层合板螺栓孔处疲劳寿命实验研究[J]. 姚熊亮,曾令玉,杨文山,张阿漫. 中国造船. 2010(02)
[10]树脂基复合材料连接技术研究现状及在桥梁工程中的应用和发展[J]. 马毓,赵启林,江克斌. 玻璃钢/复合材料. 2010(02)
博士论文
[1]复合材料机械连接失效分析及强度影响因素研究[D]. 赵美英.西北工业大学 2006
硕士论文
[1]受剪切载荷复合材料机械连接钉载分配研究[D]. 刘无瑕.上海交通大学 2012
[2]复合材料双面搭接接头力学性能研究[D]. 余小青.南京航空航天大学 2010
[3]复合材料螺栓连接数值分析及次弯曲效应研究[D]. 蔡天舒.武汉理工大学 2010
[4]船舶封闭式复合材料桅杆风载特性规律研究[D]. 位莎.哈尔滨工程大学 2010
[5]先进复合材料层压板广义强度准则初步研究[D]. 陈博.上海交通大学 2009
[6]综合集成桅杆结构性能研究[D]. 马天亮.哈尔滨工程大学 2009
[7]复合材料层壳结构参数优化设计及其稳定性分析研究[D]. 安洋.西北工业大学 2007
[8]一种分析复合材料多螺栓连接件受力的数值解析方法[D]. 张震.西北工业大学 2007
本文编号：3047451
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
各时期舰船的典型桅杆（各张图片均来源于网络）
2 封闭式隐身集成桅杆结构效果图（图片来源于网成桅杆研究与应用现状全封闭式桅杆/传感器系统成桅杆作为先进舰船的重要标志，已在各海军强国。美国海军于 1995 年开始研制先进的全封闭闭式隐身集成桅杆”），并首先在“斯普鲁恩斯”级。该桅杆高达 28m，直径达 10.7m，它由上下两个组成，上半部分覆盖的 FSS 可选择透过雷达波，下，同时结构本身的设计也可反射雷达波，这样整舰海军对 AEM/S 系统进行了改进，在其内部加装了该系统的试用，美国掌握了封闭式隐身桅杆的设计栖船坞运输舰上成功应用。该舰的前后两个桅杆均
图 1.3 首次安装封闭式桅杆的美国“斯普鲁恩斯”级导弹驱逐舰图 1.4 安装两个先进封闭式桅杆的美国“圣安东尼奥”级两栖船坞运输舰为了更大程度的提高舰船的隐身性能，美国在 21 世纪开始了一体化集成上层建筑的研制工作，综合运用了系统集成技术、集成天线技术、联合孔径技术以及材料技术等，使隐身设计与上层建筑的设计相结合，以提高整舰的总体作战性能和隐身性能。如图 1.5所示，以 DD（X）为代表的美国新一代水面舰船的桅杆与上层建筑已实现了共型集成化，它采用了简洁、光滑以及多面的塔式上层建筑取代了传统的桅式上层建筑，可使舰船的 RCS 减小 20%~50%，甚至可达到 80%。
【参考文献】：
期刊论文
[1]倾斜侧壁正八边形天线罩风载特性研究[J]. 孙宝国,李刚,刘海,高宏林. 中国舰船研究. 2012(06)
[2]封闭式综合集成桅杆风载分布特性研究[J]. 李刚,佟施宇,丁建军,张忠宇,杨娜娜. 船舶. 2012(02)
[3]隐身桅杆与主船体耦合RCS特性研究[J]. 程子君,吴启华. 中国舰船研究. 2011(03)
[4]几何尺寸对胶接接头强度影响的有限元模拟[J]. 夏美玲,卢超,门平,王乃波. 宇航材料工艺. 2010(06)
[5]封闭式隐身桅杆的初步设计与效果评估[J]. 吕明云,黄敏杰,武哲. 电波科学学报. 2010(05)
[6]漫谈舰船桅杆[J]. 吴越. 舰载武器. 2010(08)
[7]舰船隐身技术[J]. 徐杰. 舰船电子工程. 2010(06)
[8]用改进MMN的MLFMA分析外形隐身的多频减缩特性（英文）[J]. 刘战合,武哲,高旭,李莹,姬金祖. Chinese Journal of Aeronautics. 2010(03)
[9]船用复合材料层合板螺栓孔处疲劳寿命实验研究[J]. 姚熊亮,曾令玉,杨文山,张阿漫. 中国造船. 2010(02)
[10]树脂基复合材料连接技术研究现状及在桥梁工程中的应用和发展[J]. 马毓,赵启林,江克斌. 玻璃钢/复合材料. 2010(02)
博士论文
[1]复合材料机械连接失效分析及强度影响因素研究[D]. 赵美英.西北工业大学 2006
硕士论文
[1]受剪切载荷复合材料机械连接钉载分配研究[D]. 刘无瑕.上海交通大学 2012
[2]复合材料双面搭接接头力学性能研究[D]. 余小青.南京航空航天大学 2010
[3]复合材料螺栓连接数值分析及次弯曲效应研究[D]. 蔡天舒.武汉理工大学 2010
[4]船舶封闭式复合材料桅杆风载特性规律研究[D]. 位莎.哈尔滨工程大学 2010
[5]先进复合材料层压板广义强度准则初步研究[D]. 陈博.上海交通大学 2009
[6]综合集成桅杆结构性能研究[D]. 马天亮.哈尔滨工程大学 2009
[7]复合材料层壳结构参数优化设计及其稳定性分析研究[D]. 安洋.西北工业大学 2007
[8]一种分析复合材料多螺栓连接件受力的数值解析方法[D]. 张震.西北工业大学 2007
本文编号：3047451
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