舰员抗冲击地砖动力学分析
舰船冲击试验及大型振动冲击台的应用

舰船冲击试验及大型振动冲击台的应用舰船冲击试验是评估舰船抗冲击能力和耐久性的关键环节。
当舰船在恶劣的海况下遭遇撞击、爆炸等外部冲击载荷时,其各种组件和结构必修能够承受冲击载荷的作用,不发生失效甚至破坏。
为了确保舰船的安全性能,必须通过舰船冲击试验来验证其耐冲击能力。
而大型振动冲击台则是进行舰船冲击试验的必要设备。
舰船冲击试验通常是在水面模拟环境下进行的。
试验器具模拟台风、地震等多种实际情况下的强冲击载荷,对舰船进行全舰或局部加荷,以检验舰船的结构安全性和强度性能。
试验过程中同步记录多种信号,如位移、应力、变形等参数,以获取舰船在冲击载荷下的反应特性。
而大型振动冲击台则能更好地模拟强冲击载荷。
它由振动台、液压输液系统、控制系统以及相关测试设备组成,能模拟各种动态工况,比如机械振动、地震、风暴等。
大型振动冲击台能够实现多轴同步振动,可以在较小的状况空间内精确地模拟大范围、高强度的冲击载荷,其测试效果更加接近真实环境。
除了舰船冲击试验,大型振动冲击台还被广泛应用于航空航天、汽车工程、轨道交通、制造业等领域。
它能够在早期阶段评估工程系统的设计强度、高频振动环境、清晰了解系统性能瓶颈,提高产品的质量和可靠性,降低后期的修复成本。
同时,大型振动冲击台也为新工艺、新技术、新设备的研究提供了有力的支持,加快了新品发布的速度。
综上所述,舰船冲击试验是保证舰船安全性能的必要措施,而大型振动冲击台则是实施舰船冲击试验的重要设备之一。
其广泛应用于各个工程领域,能够提高工程产品的质量和可靠性,支持新技术、新工艺和新设备的研究和开发。
要进行合理的数据分析,首先需要确定数据的来源和数据类型。
在舰船冲击试验和大型振动冲击台的应用领域,数据来源主要包括试验过程中采集的各种参数数据,以及设备运行情况和试验结果等信息。
数据类型则涵盖位移、应力、变形、震动加速度等多个方面。
以舰船冲击试验为例,位移数据是重要的测试参数。
通常通过测量结构上预先安装的位移传感器,采集结构在受到冲击载荷作用时的变形情况,进行预测和分析。
舰船设备抗冲击响应的瞬态模态动力学方法及其应用研究

* 收 稿 曰期 :2015年 11月 13日 ,修 回 日期 :2015年 12月 27日 作者简介 :张毅敏 ,男 ,硕 士 ,高级工程师 ,研究方 向 :机 电产 品开发 。曹殊 ,男 ,硕 士 ,高级 工程师 ,研究 方 向:自动 控 制 ,软件设 计 。
2016年 第 5期
舰 船 电 子 工 程
瞬态模 态动 力 学 方 法 是 基 于 结 构 振 动 模 态 叠 加 的 时程分 析方 法 ,兼 具 动态设 计 分析 方 法 效率 高 和时域 分析 法 可 以获 得 设 备 冲击 响 应 变 化 规 律 的 优 点 ,适 合 复杂 舰船设 备 的抗 冲击性 能 分析 。
法利用 结 构有 限元 方法 描述 系统 的物理 量 ,建 立 系 统 的数 学模 型 ,采用 数值 积分 方法 求 解 系统 的各 物 理量 ,获到 系统 的 冲击 响应 情 况 。这 种方 法 适用 于 非线 性系 统 的 抗 冲击 性 能 分 析 ,但 其 建 模 过 程 复 杂 ,求 解效 率极 低 。
ZHANG Yimin CA0 Shu (No.710 Research Institute of CSIC,Yichang 443003)
Abstract For the low efficiency by time-domain analysis method and no shock dynamic response law by dynamic design analysis method,transient modal dynamic method applied to the naval equipment anti—shock performance analysis is pro— posed. Taking a shipborne mechanical equipment for example,the anti—shock numerical sim ulation is carried out using time ̄ domain analysis method and transient modal dynamic method.Shock responses of the naval equipment are compared under a— bore two m ethods.The research results show that transient moda1 dynam ic method iS an effective naval equipments m ethod for anti—shock performance assessment.
2019-3-38-水下非接触爆炸舰员抗冲击防护地板设计与试验

根据舰员非接触爆炸冲击环境评估结果及冲 击 防 护 安 全 限 值 ,需 对 舰 船 冲 击 环 境 恶 劣 和 舰 员 战位密集的部位采取必要的舰员冲击防护措施, 衰 减 冲 击 载 荷 对 舰 员 的 损 伤 。 目 前 ,水 面 舰 船 的 舰员冲击防护主要采取以下措施:
1)为 可 能 受 到 冲 击 损 伤 的 舰 员 配 备 人 体 防 护用具,如抗冲击头盔、抗冲击鞋等;
2)为重要战位的坐姿舰员配备抗冲击座椅; 3)为 人 员 密 集 、冲 击 环 境 恶 劣 的 部 位 铺 设 抗 冲击平台,如抗冲击地砖等。 舰员穿戴的冲击防护用具在装具内设置有冲 击 缓 冲 层 ,可 增 大 人 体 的 受 力 面 积 或 缓 冲 吸 收 冲 击 载 荷 ,在 冲 击 导 致 舰 员 飞 离 或 跌 倒 时 能 减 轻 人 体重要部位受到的损伤。但该种措施仅能对离散 的 舰 员 身 体 局 部 起 防 护 作 用 ,且 装 具 的 配 置 数 量 和 佩 戴 受 舰 船 布 置 空 间 的 限 制 ,难 以 满 足 大 量 舰 员 在 发 生 冲 击 时 保 持 作 业 能 力 的 要 求 ,仅 能 作 为 辅助措施加强重点战位和舰员的防护效果。 能为舰员密集的重要部位提供区域化安全冲 击环境的措施目前仅有抗冲击地砖。抗冲击地砖 是一种由橡胶制成的蜂窝状六角形薄壁柱状单元 构成的组合体。每个橡胶抗冲单元在受到冲击时 会 变 形 塌 陷 ,形 成 一 个 具 有 阻 尼 缓 冲 作 用 的 类 气 囊 构 造 。 通 过 大 量 的 实 验 验 证[7-9],显 示 在 冲 击 环 境下,抗冲击地砖可以保护地砖上舰员的安全,但
0引言
水面舰船在特定的航行环境下可能会遭受水 下 非 接 触 爆 炸 ,从 而 导 致 船 体 产 生 剧 烈 的 冲 击 运
舰用波纹夹层板的抗冲击性能分析

电子质量2019年第01期(总第382期)0引言随着现代军事的复杂化和越来越活跃的恐怖袭击,以及导弹威力和精确打击精度的提升,舰船面临的威胁越来越严峻。
另外随着海上交易的日益繁华,航行的密度越来越大,船舶经常发生搁浅和碰撞事故,对船东造成严重的财产损失。
夹层板结构的各种优越性能得到了充分的体现并受到各个领域的青睐,夹层板作为一种新型的轻质结构,它具有比强度高、比刚度大、成本低廉、高效的吸能效率和隔音隔震的优良性能,在船舶、汽车、建筑、航天航空和军事工程等领域应用广泛[2]。
所以在军事舰艇设计中采用夹层板结构能够有效的增强船体结构刚度,大幅度减少焊接工作及焊接带来的结构变形,增加舰船的可靠性和持续力,对舰船结构的防护性研究具有重大意义[5]。
1波纹夹层板数值计算在船舶、汽车、建筑、航天航空和军事工程等领域应用广泛,前景广阔[1]。
典型的夹芯层结构由上下两层面板基金项目:青岛黄海学院校级科技立项(2016dxkj06):舰用波纹夹层板的抗爆性能优化设计作者简介:周新院(1988-),男,山东菏泽人,工程硕士,讲师,研究方向为船舶节能减排技术、船舶结构性能分析。
舰用波纹夹层板的抗冲击性能分析Analysis on Anti-shock Performance of a Corrugated Sandwich Panel周新院,曹爱霞,杜友威,于佳为(青岛黄海学院,山东青岛266427)Zhou Xin-yuan,Cao Ai-xia,Du You-wei,Yu Jia-wei (Qingdao Huanghai University,Shan-dong Qingdao 266427)摘要:夹层板作为新型的轻质结构,它的比强度高、比刚度大、能量吸收效率高和隔音隔震优异,在航空、汽车、建筑、船舶和军事行业应用广泛。
利用ABAQUS 建立了波纹夹层板的有限元计算模型,分析波纹夹层板的抵抗冲击能力,给出其在不同夹芯层厚度、不同夹芯层高度、不同夹芯层与面板角度下的最大位移曲线,通过对比分析找出最好的抗爆抗冲击结构参数。
舰用典型设备抗冲击能力定量分析

舰用典型设备抗冲击能力定量分析冯麟涵;汪玉;张磊;杜俭业【摘要】According to the motion differential equations of longitudinal vibration of ship propulsion shafting, the transfer matrix of the rigid homogeneous disk, thrust bearing and shaft segment were derived , and the method for solving the natural frequencies and mode shapes are presented. For further analyzing the longitudinal vibration amplitudes and alternating axial forces of each shaft segments, the transfer matrix of rigid homogeneous disk, thrust bearings and shaft segment element were extended. Using the presented method calculate the natural frequencies, mode shapes and the forced vibration response of ship propulsion shafting. Finally the influence of the added mass of propeller and the thrust bearing stiffness on the longitudinal vibration calculation results was analyzed. The results show that the increased bearing stiffness and reduced added mass will increase the natural frequency of longitudinal vibration , and the effect of longitudinal stiffness for the thrust bearing is more significant.%舰用设备抗冲击性能是其技术性能的重要要素之一,正确分析舰用设备抗冲击能力也是开展系统级别抗冲击性能设计、管理、优化的前提.明确了舰用设备抗冲击能力的定义,给出了采用时域模拟法确定舰用设备抗冲击能力定量计算方法.选取某刚性安装的舰用增压锅炉为研究对象,对影响设备抗冲击能力的因素和抗冲击能力值进行了分析.旨在为今后舰船设备抗冲击性能分析提供方法和手段.【期刊名称】《中国舰船研究》【年(卷),期】2011(006)006【总页数】5页(P23-27)【关键词】舰用设备;抗冲击能力;评估【作者】冯麟涵;汪玉;张磊;杜俭业【作者单位】海军装备研究院,北京100073;海军装备研究院,北京100073;海军装备研究院,北京100073;海军装备研究院,北京100073【正文语种】中文【中图分类】U664.1舰船设备的抗冲击能力是整个舰船抗冲击性能的重要组成要素,特别是一些关键设备,其抗冲击能力更是决定了舰船在战斗中的生存能力。
舰艇机械设备冲击响应仿真建模计算方法综述

1.1
式使用模态叠加法的增景模态叠加法。增最模态叠 加法的主要优点是频率和振型是不断变化的以适应 系统的瞬态动力特性。与下文中将要提到的伪力法 相比,它不需要把非线性项作为伪力进行处理”q1。 江国和”o将增量模态叠加法引入到带有限位器的单 层隔离系统和浮筏隔振系统的冲击响应计算之中,并 与试验结果进行了比较。对于非线性系统,如果把阻 尼和刚度矩阵分成线性和非线性2部分,并把非线性 部分作为伪力矢量从系统运动微分方程的左边移至 右边,使得微分方程的左边仍然具有线性形式,这样 仍可采用模态迭加法。J.Edward Alexander采用这一 伪力法(Pseudo—Force Approach,PFA),计算了带有非 线性刚度的两自由度系统的冲击响应¨-。 1.2动力分析方法(直接积分法) 机械设备按其质鼍、弹簧、阻尼系统模型化,根据 动力学原理建立运动方程式,进行系统激励和响应计 算,根据冲击的性质,又可以分为阶跃速度法、规则形 冲击计算和不规则形冲击计算(包括Duhamel积分 近似计算和相平面图解法等)¨-。这种分析方法,一 般适合于单自由度系统或多自由度简单系统的冲击 响应理论分析。与模态叠加法相比,直接积分法对线 性和非线性系统都适用,且对阻尼矩阵不要求具有解 耦特性。常用直接积分方法有线性加速度法、 Newmark—B法、Wilson一@法、Houboh法等。就求 解方法的适应性而言,线性加速度法和Wilson一@法 不如Newmark法,后者计算量比较小,而且数值稳定 性容易保证。
Design Analysis Method,
分作为伪力矢量从系统动力学方程的左边移到右边, 使得方程左边仍然具有线性形式,这样可采用冲击响 应谱方法。Alexander采用这种伪力法计算了带有非 线性刚度的两自由度系统的冲击响应。对于输入是 时间历程载荷的非线性系统,应用伪力法能很好的实 现模态叠加,但输入是冲击谱时,还需要把冲击谱转 化成相应的合成时间序列,Alexander给出了合成方 法,也指出了合成方法存在的问题¨“"’。 DDAM方法可以分析高阶的破坏模式,但它具有 很大的局限性,如只能分析线弹性安装的设备;只能 分析设备的线弹性破坏;安装基础的弹性变形的影 响、设备重量的影响等必须由试验数据得出;不能考 虑临近设备和船体输入对冲击输入的影响;只能考虑 单向冲击。针对DDAM方法只能考虑单向冲击的情 况,刘建湖推导给出了三维DDAM方法的计算公式, 同时,他对各阶模态计算结果的合成方法进行了精度 研究,并对密集模态的合成问题进行了讨论。三维 DDAM方法能分析三维结构在非冲击方向的耦合响 应,但是,DDAM方法不适合于分析以密集模态响应 为主的设备冲击强度,DDAM方法是一种近似方法, 即使在非密集模态情况下,在一定条件下其合成过程 中也能产生40%的误差旧1。
抗冲地砖对立姿舰员的冲击防护效能分析

Ab ta t: r t c o fs i b a d p r o n lf m h c v n si d c d b n e wae x l so e y it r s n h p d — sr c P o e t n o p o r e s n e r i h o s o k e e t u e y u d r tre p o in i v r e e t g t s e n s n i o i
21年8 01 月
噪
声
与
振Байду номын сангаас
动
控
制
第4 期
文章 编号 : 0 —3 52 1)40 0 —5 1 61 5 (0 1 —0 60 0 0
抗 冲地 砖 对 立姿 舰 员 的冲击 防护效 能分 析
吴静波 谌 勇 , 李兆俊 黄建松 华宏星 , , ,
(1 中国人 民解放 军 9 57 队, 京 10 6 ; . 23部 北 011 2 上海 交通 大学 机械 系统 与振动 国家重点 实验 室,上海 204 . 020)
kc o ed( s rt dd c at nfre( F rt orso d gt otp s fy i lnuyp t t l ftn igme , i f s e K ) a oa e kr co c DR ) a ocr p n i t e pc jr oe i a dn - n k p i n e i o i e n ow y ot ai n ao s
摘 要: 利用八 自由度集总参数模 型描述立姿舰员的生物动力学响应并预测其受损趋势, 应用非线性质量. 弹簧及 阻尼模型 模拟 多孔 结构 的微惯性、 刚度及粘性效应 。定义最大抛 离速度 比及最大 甲板反力比评价抗冲地砖 的防护效果 , 讨论 了抗冲地砖
湿热环境下复合材料冲击损伤的近场动力学模拟

湿热环境下复合材料冲击损伤的近场动力学模拟苏伯阳;李书欣;刘立胜;赖欣;谷卫敏【摘要】研究在湿热条件下复合材料的冲击损伤特征,是复合材料应用在舰船壳体的一个重要基础.现有的有限元方法在分析损伤及裂纹扩展问题中遇到了一定困难,需引入近场动力学(PD)理论,用于分析复合材料湿热冲击损伤.在复合材料近场动力学模型中,定义层内和层间共4种不同作用键;在本构方程中引入湿热伸长率项,改进键伸长率判定和键常数为湿热环境下的形式,建立了湿热环境下复合材料层合板PD 模型.基于上述模型,模拟了不同湿热环境下复合材料层合板冲击损伤,并分析冲击速度对湿热处理复合材料层合板吸能性能的影响.结果表明:在冲击速度较低情况下,湿热因素对层合板冲击损伤影响较大;当温度与湿度共同作用时,层合板抵抗冲击能力更强.%The study of impact damage characteristics of composites under hygrothermal conditions is an impor -tant basis for composite applications in ship shells.The finite element method has encountered some difficulties in the analysis of damage and crack propagation.Therefore,it is necessary to introduce peridynamic(PD)theory to analyze hygrothermal impact damage of composite materials.Based on the peridynamic model of composites, four different PD bonds are defined.With the introduction of hygrothermal effect, PD constants are obtained by using engineering constants under hygrothermal environment,and the criterion of critical stretch of four kinds of PD bonds are improved.The PD model for hygrothermal effect of composites laminate is established.Based on the PD model mentioned above,the impact damages of composite laminates under different hygrothermal environments are simula -ted,and the effectsof impact velocity on the energy absorption performance of composite laminates under hygrother -mal environment are analyzed.The results show that the temperature and moisture factors have great influence on the impact damage in the case of low impact velocity.The impact resistant ability of laminates becomes stronger un-der hygrothermal environment.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2018(018)001【总页数】6页(P201-206)【关键词】湿热环境;近场动力学;复合材料;冲击损伤【作者】苏伯阳;李书欣;刘立胜;赖欣;谷卫敏【作者单位】武汉理工大学新材料力学理论与应用湖北省重点实验室,武汉430070;武汉理工大学理学院力学系,武汉430070;武汉理工大学材料复合和制备国家重点实验室,武汉430070;武汉理工大学新材料力学理论与应用湖北省重点实验室,武汉430070;武汉理工大学理学院力学系,武汉430070;武汉理工大学材料复合和制备国家重点实验室,武汉430070;武汉理工大学新材料力学理论与应用湖北省重点实验室,武汉430070;武汉理工大学理学院力学系,武汉430070;武汉理工大学新材料力学理论与应用湖北省重点实验室,武汉430070;武汉理工大学理学院力学系,武汉430070【正文语种】中文【中图分类】TB332复合材料在舰船工业中发挥着重要作用,并逐渐应用在各类海军舰船的壳体结构中[1]。
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第2 期 ຫໍສະໝຸດ 文章 编号 : 1 0 0 6 — 1 3 5 5 ( 2 0 1 3 ) 0 2 — 0 1 6 6 — 0 3
舰 员抗 冲击 地 砖 动 力学 分 析
张 磊 ,史少 华 ,谌 勇
( 1 . 海军装备 研 究 院 ,北 京 1 0 0 1 6 1 ;
a n t i - s h o c k p r o t e c t i o n o f wa rs h i p’ S p e r s o n n e l , t h e s i n g l e c e l l mo d e l f o r p e r i o d i c c e l l u l a r s t r u c t u r e wa s e s t a b l i s h e d ,a n d i t s
d e f o r ma t i o n b e h a v i o r i n d y n a mi c c o mp r e s s i o n a n d s h o c k c o n d i t i o n s wa s s ud t i e d . S i mu l a t i o n r e s u l t s s h o w t h a t t h e a n t i — s h o c k ro g nd u t i l e s h a v e e n o u g h s t r e n g h t nd a ig r i d i t y t o b e a r t h e l o a d f r o m p e r s o n n e l ’ S a c t i v i t i e s o f t h e wa r s h i p , wh i l e t h e y C n a b e c r u s h e d r a p i d l y u n d e r s h o c k l o a d S O a s t o a b s o r b l a r g e a mo u n t o f s h o c k e n e r g y d u e t o t h e i r p r e f e r a b l e s t r a i n p l a t e a u p h a s e . Ke ywo r d s: i mp a c t ; nt a i — s h o c kg ro n dt u i l e;h o n e y c o mb c e l l u l a r s t r u c t u r e;p l a t e a up h a s e
在 现代 海 战 中, 鱼雷、 水 雷等 水 中兵 器 的水 下非 接 触 爆炸 产生 的冲 击 能量经 船 体结 构传 递 到舰 艇各 处人 员战 位 上 , 可 产 生超 出舰 员 冲击 损 伤 耐 受值 的
想 的 舰 员 冲击 防护 手 段 。
关键 词: 冲击 ; 抗冲击地砖;蜂窝薄壁结构 ; 应变平台期 中图分类号: U 6 7 4 . 7 1 + 0 文献标 识码 : A D OI 编码 : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 6 . 1 3 3 5 . 2 0 1 3 . 0 2 . 0 3 7
S t u d y o n Dy n a mi c s o f An t i — s h o c k Gr o u n d T i l e s f o r
Wa r s h i p’ S P e r s o n n e l
ZHANG Le i .S HI S h a o - h凇 .CHE N Y o n g2
2 . 上海交通 大学 机械系统与振动 国家重点试验 室,上海 2 0 0 2 4 0)
摘 要 :抗冲击地砖具有超 弹性大孔隙率蜂窝薄壁 结构 。建立抗冲 击地砖的周期性 薄壁结构单胞模型 , 进行冲 击
响应 分析 。结 果表 明, 抗冲击地 砖在压缩 过程 中具有 明显 的应变平 台期 , 能够 在一定载 荷范 围内提 供足够 的支撑 刚 度; 在载荷强度达到 一定值 时, 该结构能够被迅速 压溃, 产 生瞬态大变形而吸收冲击 能量 。因此 , 抗冲击地砖 是一种理
( 1 . Na v a l A c a d e my o f Ar ma me n t , Be i j i n g 1 0 0 1 6 1 ,C h i n a ;
2 . S t a t e Ke y La b o r a t o r y o f Me c h a n i c a l S y s t e m a n d Vi b r a t i o n ,S h a n g h a i J i a o t o n g Un i v e r s i t y ,
S h a n g h a i 2 0 0 2 4 0 ,C h i n a )
Ab s t r a c t:Ba s e d o n t h e a n a l y s i s o f he t h y p e r e l a s t i c c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e h o n e y c o mb s t r u c t u r e o f g r o u n d t i l e s f o r