舰用动爆振动记录装置的设计与应用

为了分析爆炸冲击对舰船结构的毁伤问题,利用抗恶劣环境的存储测试技术,设计了一种用于记录战舰结构振动加速度的装置。该记录装置由测点的采集存储探测头、以光纤传输采集数据的远端存储备份单元和主控制单元组成。通过现场试验,系统成功地记录了冲击振动加速度信号,测试结果对舰船结构抗毁伤设计具有重要参考价值。     

基于DDAM方法的舰艇鱼雷发射装置抗冲击特性研究

舰船设备和系统的抗冲击能力是决定舰船战时生命力强弱的重要因素。使用舰艇三联装鱼雷发射装置模态试验与有限元综合建模技术,在Ansys Workbench中精确建立鱼雷发射装置抗冲击有限元分析模型。基于美国海军用以考核舰船设备抗冲击性能的动态设计分析方法(DDAM),结合国军标GJB1060设计发射装置冲击输入谱,对发射装置进行抗冲击特性仿真计算。仿真结果表明,发射装置整体结构的冲击响应Von Mises应力以横向和垂向为主,纵向次之。横向冲击响应Von Mises应力最大,出现在发射装置转台瓦板处,但在材料的许用应力范围内。发射装置的横向、垂向、纵向抗冲击性能均满足舰船甲板设备抗冲击考核要求。     

关于水下中远场爆炸相似律与冲击因子的讨论

冲击因子是表征舰船在水下爆炸作用下冲击环境的一个重要物理量。从水下中远场爆炸相似律、水下中远场爆炸下结构响应相似律出发,分析结构在给定冲击波载荷下的动响应相似关系。结合冲击因子所表征的物理含义,分析冲击因子在舰船原型及模型试验中使用的适用性及局限性,并对目前已提出的或可能的冲击因子修正方法进行了评述和探讨。在水下中远场爆炸缩比模型试验设计中,根据原型舰船的抗冲击要求,确定原型舰船的冲击工况,然后再依据相似律设计模型结构的爆炸试验。     

冲击谱在舰载设备抗冲击设计中的应用

介绍了冲击谱的计算原理和方法,设计了一个小型浮动冲击平台水下实爆试验,测量了舰载设备在水下爆炸冲击载荷作用下的冲击响应并计算了冲击谱,测量及分析结果表明:浮动冲击平台试验是舰船设备抗冲击性能考核的有效方法,设备安装频率是设备抗冲击性能的关键,冲击谱可以为舰船设备防护措施的改进提供依据。     

基于动态设计分析方法的舰载鱼雷发射装置抗冲击特性研究

舰船设备和系统的抗冲击能力是决定舰船战时生命力强弱的重要因素。该文采用舰艇三联装鱼雷发射装置模态试验与有限元综合建模技术,在Ansys Workbench中建立了发射装置抗冲击有限元分析模型,借鉴美国海军用以考核舰船设备抗冲击性能的动态设计分析方法(DDAM),结合国军标GJB1060设计发射装置冲击输入谱,对其进行抗冲击特性仿真计算,以考核发射装置的抗冲击性能。仿真结果表明,在发射装置转台瓦板处,发射装置横向冲击位移响应及Von Mises应力均为最大,但其最大Von Mises应力均没有超过材料的屈服强度。在材料的许用应力范围内,横向、纵向、垂向抗冲击性能均满足舰船甲板设备抗冲击考核要求。     

基于DDAM方法的舰艇导弹发射装置冲击仿真

应用美国海军用以考核舰船设备抗冲击性能的动态设计分析方法（DDAM）,考核舰船甲板设备四联装导弹发射装置的抗冲击性能。通过模态理论分析,导出DDAM方法中的重要概念模态质量。仿真结果表明：四联装导弹发射设备横向冲击位移响应最大,纵向冲击mises应力最大,并超出材料许用应力范围,抗冲击性能不能满足舰船设备抗冲击考核要求;垂向抗冲击性能和纵向抗冲击性能达到舰船设备抗冲击考核要求。     

集成桅杆缩比模型冲击试验方法研究

集成桅杆是舰船上着重考核的典型抗冲击部位,但缺少冲击响应试验数据,制约了抗冲击设计。将集成桅杆简化为等效梁模型,提出一种基于多几何缩比的集成桅杆缩比模型冲击试验方法,包括模型相似设计、载荷输入缩比、实船换算关系等。通过数值仿真验证了这种试验方法的可靠性。研究结果表明,集成桅杆缩比模型反映了集成桅杆的动力特性,使用缩比模型可以准确预报集成桅杆的冲击环境。这一套缩比模型的冲击试验方法是可行的。     

某机安装架抗冲击结构改进

针对某机在冲击试验中出现的安装架铝铆钉断裂问题,对安装架结构与受力进行了分析,找到了导致冲击试验中安装架铝铆钉断裂的原因,通过取消铆钉结构、缩短螺杆悬臂长度和改变螺杆直径3个方面进行改进。经实践验证,该措施能提高安装架的抗冲击能力。     

谱跌效应的参数化研究

在舰船设备的抗冲击性能考核中,由于设备结构惯性力与基础输入之间的相互作用,设备的实际冲击环境常存在谱跌效应,若忽略这一影响将引起冲击考核的较大误差。将多自由度系统冲击响应分析与实验设计统计相结合,对谱跌效应的各个影响因素进行研究,得出了谱跌效应的主要影响因素和变化趋势。通过构造近似模型,得出了谱跌加速度谱和速度谱的多因素经验公式。     

动态设计分析方法的舰船甲板设备垂向冲击环境分析

应用动态设计分析方法(DDAM),考核了水面舰艇四联装反舰导弹发射装置垂向抗冲击性能。建立了水面舰艇水下非接触爆炸物理模型,计算不同工况下水面舰艇甲板设备垂向响应及反应谱。应用板理论建立舰船甲板一阶等效动力模型。结合甲板设备反应谱与舰船甲板等效动力模型,采用联邦德国军舰建造规范BV 043/85规定的正负三角波作为加载波形,计算得到不同安装质量甲板设备的冲击反应谱设计谱值。结果表明,DDAM规定的舰船设备冲击环境与1 000 kg TNT当量装药,水下距舰船60~100 m远爆炸产生的冲击环境相当。同时,依据我国舰艇自身的特点,设计了不同工况下,不同安装质量设备的舰船甲板设备垂向设计谱值。得到的设计谱规律正确,数值合理。     

基于舰位经纬度坐标舰炮测量距离方向法改进

针对传统测量距离方向法存在舰位偏离实际舰位、射击精度下降的问题,对其进行改进.利用舰位经纬度坐标、航向和雷达测量弹着水柱距离与舷角,计算弹着水柱经纬度坐标,以舰炮发射点为坐标原点,解算弹着水柱相对提前点距离和方向偏差.仿真结果表明:改进后的方法射击精度受海况条件影响小,精度高,射程越远精度优势越明显.     

基于舰船电场的目标跟踪方法研究

针对舰船电场跟踪中模型准确度与跟踪模型维度之间的矛盾,以舰船电场点电荷阵列模型为基础,结合舰船电场反演算法,分析点电荷个数、观测点水深对建模精度的影响。明确观测点位置对点电荷数量的最少需求,在保证建模精度的同时降低跟踪滤波器的维度,保证滤波算法的稳定性。设计了舰船电场跟踪渐进更新扩展卡尔曼滤波器,并进行了仿真分析和试验验证。结果表明：用少量点电荷模型代替复杂舰船电场点电荷阵列模型,在舰船电场跟踪中是可行的,具有较高的跟踪精度;渐进更新扩展卡尔曼滤波方法对少量点电荷电场模型,能够有效提高初始误差容错范围,具有很高的滤波稳定性,定位误差在500 m范围内小于10 m,且计算代价较低,适合舰船电场跟踪的工程应用。     

基于点电荷模型的腐蚀相关静电场快速预测方法研究

针对舰船腐蚀相关静态电场实时预测难的问题,提出了基于点电荷（电极）模型的快速建模方法。对舰船的结构进行合理分区,通过计算混合电位值确定电极的极化状态;在电极极化曲线及电化学系统电流和为0的准则基础上,建立了点电极电位和电流之间的函数关系;利用最小二乘算法计算点电极的电流值,并根据点电荷3层模型下的电位计算方法预测舰船腐蚀相关静态电场;分别利用仿真数据和船模试验数据对所提方法的有效性进行了检验。结果表明,所提方法能够实现对舰船腐蚀相关静态电场进行快速预测。     

垫片提高抗冲击能力的应力波衰减机理

引信零部件抗高过载冲击,目前大多文献和资料提到用弹塑性垫片材料进行缓冲、吸能,但是缓冲理论并不能解释垫片提高引信零部件耐高过载能力.为此,提出垫片提高引信零部件抗冲击能力的机理主要是应力波反射衰减,即机械滤波.根据应力波在不同界面的反射与透射理论,冲击应力波在通过结构件与垫片的分界面时,因大部分被反射而衰减,垫片提高被保护件抗冲击能力的主要原因不是弹性缓冲,而是机械滤波;垫片对于被保护件质心惯性加速度影响很小,却能显著衰减骑在质心加速度曲线上的应力波,降低二者的合力尖峰,并减少往复振动冲击的破坏.仿真表明:垫片滤波说比缓冲说更合理,并且,波阻抗越小的垫片,机械滤波效果越好;只要远小于有效缓冲厚度,垫片厚度对机械滤波贡献不大;使用不同材料的两层垫片优于同厚度的单一材质垫片,多层更好.     

近程点防御导弹编队反导弹综合火力运用

根据反舰导弹的作战运用特点及近程点防御导弹武器系统的战术技术性能 ,分析研究了舰艇编队的对空防御队形、编队反导弹最小预警距离 .对不同射击方式下编队的反导弹拦截次数以及对来袭目标的毁伤概率进行了计算 .最后 ,根据计算结果确定了舰空导弹的发射时机和编队协同防御要求     

利用磁传感器阵列磁场差值的舰船磁场反演建模方法

为抑制地磁场变化、人工设施磁干扰等磁场环境噪声干扰的影响,提出一种利用磁传感器阵列磁场差值的舰船磁场反演建模方法.对于每个测量时刻分别给出磁传感器阵列中各个磁传感器间磁场差值的计算公式,采用三维舰船磁单极子阵列模型构建利用磁场差值进行舰船磁源反演的线性方程组,基于正则化技术求解得到舰船反演磁源模型.通过典型虚拟舰船磁场...     

舰载光电跟踪设备视轴稳定分析

舰船摇摆影响舰载光电跟踪设备的精度，视轴稳定是提高武器精度的关键，故采用坐标变换技术，在跟踪设备的方位和俯仰轴上对船摇状态角进行实时补偿，视轴稳定控制主要是船摇前馈控制，速率陀螺反馈控制，复合控制，通过数学推导，由舰船摆引起的视轴附加角速度公式，设计了一种能够较好解决船摇隔离问题的伺服控制系统。该系统用测速机构成闭环，作速度反馈，编码器作位置反馈，速率陀螺测量并前馈舰船摇速度信号，给出了前馈回路设计及用SIMULINK进行的仿真框图，该系统精度高，隔离效果好。     

基于动力缩聚法的舰艇冲击响应数据扩展方法研究

由于舰艇平台和系统的庞杂和测试系统规模的相对受限,舰艇水下爆炸冲击响应数据总是难以满足需求。基于动力缩聚法的基本原理,对舰艇冲击响应数据扩展方法进行研究。建立舰艇局部结构有限元模型,获取其总质量和刚度矩阵;并将已知冲击响应自由度和待扩展自由度分离,建立两组自由度的转换矩阵,从而将少数测点数据扩展为所关心节点的冲击响应数据。经舰艇水下爆炸冲击试验数据的验证表明该方法可实现试验数据的扩展。     

基于海天线的舰船姿态算法

为提高船舶姿态测量的精度,提出一种基于海天线进行姿态测量的新方法。依据海洋环境的特殊性,在 确定海天线区域的基础上,对图像的处理、目标的提取进行分析,构建测姿算法模型,获取海基平台的水平姿态, 利用海天线信息解算出船舶姿态,并进行实船测量及效果分析。仿真结果表明：该算法可以有效地解算出船体的姿 态信息,精度较高。