结构形式与外载荷对冲击平台响应规律影响研究

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舰载设备抗冲击能力是舰艇生命力的重要组成部分,轻级、中级舰载设备用冲击机进行考核,重级舰载设备用浮动冲击平台进行考核。我国目前的小型浮动冲击平台和标准浮动冲击平台仅能考核36吨以下的舰载设备,对中型浮动冲击平台的研究还处于起步阶段。本文针对特定中型浮动冲击平台,分析自身结构形式及外载荷对平台响应规律的影响。
  本文基于自主开发软件将冲击谱理论形成算法,对半正弦响应计算得到其冲击谱。从冲击谱定义出发解释了其各频段特性成因,揭示了其物理意义,同时具体剖析了伪速度与相对速度之间的区别与联系。
  浮动冲击平台承受水下爆炸载荷的位置为内外底及四周的抗冲击围壁,它们均为加筋板架式结构,因此研究加筋板的冲击响应特性可为分析冲击平台冲击响应特性提供参考和指导。本文利用双向加筋板探索结构形式和外载荷对冲击谱的影响,利用不同板厚和加筋数量探讨了结构形式对冲击谱的影响,利用不同载荷探讨了波形、脉宽、峰值对冲击谱的影响。计算表明:加筋板质量变大,冲击谱谱值整体变小;加筋板刚度变大,冲击谱峰值频率变大;冲击波载荷特征参数中峰值对冲击谱影响最大。
  本文在对冲击谱原理及加筋板的研究基础上利用声固耦合法展开对中型浮动冲击平台的研究,探讨平台自身结构形式及水下爆炸载荷对平台冲击环境的影响。针对特定中型浮动冲击平台,由内到外分别讨论了平台内底结构、甲板模拟器、外形结构对平台冲击环境的影响,并提出了提高平台冲击谱谱值的设计方案。计算表明:保证强度的条件下适当减少内外底间隔板数量能有效提高谱值;甲板模拟器可使冲击谱中低频段谱值大幅提高;平台底部流线型挡板可以在不影响平台垂向谱值的基础上明显提高横向谱值。
  本文分析了外载荷和设备对平台冲击环境的影响规律,并在所得规律的基础上,提出了一种根据输入条件直接计算得到冲击谱各谱值的预报方法,也能利用此方法根据考核所需的冲击环境逆向确定工况。计算表明:冲击谱各谱值与药量的平方根成正比例关系,与爆距的倒数呈线性关系,随设备质量增大而衰减,且在设备质量较大时出现谱跌。
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