结构参数变化对双层圆柱壳冲击响应的影响

为了研究潜艇结构在水下爆炸作用下的响应特点和潜艇结构参数变化对其冲击响应的影响,该文在大型有限元计算软件ANSYS/LS-DYNA环境中仿照潜艇结构设计了一个双层圆柱壳体,并对其在相同冲击因子、不同结构参数下的冲击环境进行仿真.以冲击加速度为主要数据,分析了改变内壳板厚、外壳板厚、肋骨尺寸、肋骨间距等结构参数对冲击响应的影响.通过引入各种无量纲化结构参数,得到了双层圆柱壳结构有利于抗冲击的结构参数取值范围,对潜艇抗冲击设计有参考价值.     

内部声激励下圆柱壳低阶模态声振特性研究

针对舱室空气噪声引起水下航行器的外辐射噪声问题,基于Flügge薄壳理论和Helmholtz波动方程,推导了机械点力源和内部点声源激励下有限长单层圆柱壳的振动方程,分析了声腔结构对声源辐射能量的影响,并通过数值仿真对比分析了机械点力源和内部点声源激励下圆柱壳低阶周向模态声振特性和传递损失。数值计算结果表明:机械点力源激励下,各阶周向模态均影响壳体的振动特性;内部点声源激励下,壳体振动主要由低阶周向模态主导,其声辐射效率更高,能量传递损失更大。该研究结果对水下航行器声学设计具有一定的参考价值。     

水下部分覆盖阻尼材料圆柱壳的声辐射性能

利用模态展开技术和Green函数法研究了部分敷设阻尼材料的有限长圆柱壳在流场中的声辐射特性。圆柱壳两端简支，并连有无限长的刚性圆柱障板；阻尼覆盖层用无质量的粘弹性弹簧模拟。在圆柱壳的模态运动方程中，外流场和阻尼覆盖层都会导致强烈的模态耦合效应。计算了圆柱壳表面的辐射声功率和辐射声压，讨论了阻尼覆盖层面积对声辐射的影响。结果表明圆柱壳部分覆盖阻尼层后，由于声漏效应，壳体声辐射与光壳相比会增强。     

环肋双层圆柱壳外壳体隔冲性能研究

针对双层壳体结构外壳对水下爆炸的隔冲影响问题,进行了理论和模型试验研究.用简单平面波理论对双层壳体结构外壳在冲击波作用下的透射特性进行分析,提出了双层圆柱壳外壳透波公式.利用该公式计算的结果与试验结果吻合良好.同时,计算结果表明透波率和透射波能随着外壳板厚的增加而呈指数衰减,而透射波比冲量变化不大.双层圆柱壳小模型水下爆炸试验研究结果表明,透射波峰值压力最多下降到了直达波峰值的66.7%,因此,外壳的厚度对于双层壳体结构的隔冲性能是一个非常重要的因素.     

双层壳结构抗冲击性能仿真研究

对潜艇结构冲击响应(加速度)的分析可以评价结构的抗冲击能力并为提高结构抗冲击性能提供依据.以某潜艇的结构和型线为基础,利用大型有限元计算软件ANSYS/LS DYNA计算了双层壳结构在改变外层壳体(简称外壳)及内层壳体(简称内壳)的厚度时的冲击环境,分析了双层壳结构在不同工况下的冲击响应,讨论了外壳和内壳对双层壳结构冲击环境的影响.通过数据分析表明:在改变外壳及内壳板厚的情况下,外壳及内壳的冲击响应(加速度)近似服从威布尔分布,内部结构的冲击响应近似服从正态分布;在同一冲击因子下,改变外壳板厚和内壳板厚对结构各部分的冲击响应影响不同.这对于潜艇的抗爆炸抗冲击分析及合理的结构形式具有重要意义.     

应力参数对圆柱壳声辐射影响的初探

对加筋圆柱壳由于肋骨数目改变所引起的结构应力参数变化对辐射噪声的影响进行了探索．运用Ansys软件建立不同结构参数的加筋圆柱壳有限元模型，计算了模型在激振力作用下的耦合振动响应，提取结构表面的位移，在Sysnoise软件中计算各种声学物理量．得到了各工况下模型在水下受激振动时的结构表面速度、水中辐射声压和辐射声功率等分布规律．找出了肋骨数目改变引起的结构应力参数与加筋圆柱壳振动和结构声辐射之间的关系，对舱段结构振动与噪声的控制有重要的参考意义．     

水下航行器尾流数值仿真和特征分析

为研究水下航行器尾流特征的影响因素.文中借助圆柱绕流模型对尾流进行了数值仿真分析,基于计算流体力学中的大涡模型,通过二维和三维的数值仿真分析了航行器与入口间距、航行环境深度和航行器直径对尾流特征的影响.仿真结果表明:航行器与入口之间的距离越大,受冲击流的影响,尾流横向分散且分离处扩散的面积增加,尾流的速度减小;航行器航...     

Y型舷侧结构抗冲击性能数值仿真实验研究

普通的船舶一般为单壳或双层壳,它们之间用普通肋骨连接.Y型舷侧结构是指船体舷侧在物理模型上的双壳之间用横向Y字型板代替部分肋骨,借此提高舰船结构抗冲击性能.该文针对以上情况,通过大型有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA并配合大型的有限元计算软件ABAQUS进行数值实验,对Y型舷侧结构在遭受武器攻击后的承受能力进行研究.数值仿真实验分析表明:若船体舷侧采取适当的Y型结构形式,可以大大降低水下爆炸所造成的结构损伤和破坏,从而进一步提高舰船的生命力.     

相位共轭法进行水下圆柱壳辐射声场的识别研究

为了研究水下工程结构辐射声场的识别问题,基于相位共轭方法采用离散阵元对水下有限长圆柱壳的辐射声场识别进行了数值仿真计算.采用不同的阵列形式分别在近场和远场对圆柱壳表面声压、法向速度、辐射声功率和声强进行了识别及重构误差分析,并讨论了激励频率变化对重构结果的影响.数值计算结果表明:只有在近场采用圆柱形阵列形式并基于声压梯...     

有限长加筋双层圆柱壳低阶模态声辐射性能分析

采用Fl櫣gge壳体方程描述圆柱壳体的振动,通过将加筋结构等效为反力和反力矩加在圆柱光壳表面上,然后将其引入到壳体振动方程中去.采用Helmholtz波动方程和壳体表面的边界条件来求解位于内层壳和外层壳之间的环形流体,并利用傅氏变换,可以求出声压的表达式,理论结果用辐射声功率和辐射效率的形式表示,详细研究了低阶模态的辐射声功率和辐射效率,说明低阶模态对声辐射起主要作用.分析了壳体的固有模态、激励力和声辐射三者之间的关系,这为用主动控制方法降低有限长加筋双层圆柱壳的振动噪声,提供了理论依据.     

Numerical research on dynamic response of naval equipments subjected to impact loads

When subjected to underwater explosion,the anti-shock performance of naval equipment is a key factor affecting the fighting capacity and safety of a war ship. For large-scale naval equipment,it is costly to do the shock test for its huge mass and large size. Consequently,the numerical research was carried our to study the shock resistance of the equipment. Taking turbo-charger set for example,its anti-shock performance was studied using software ABAQUS based on the time-domain shock analysis method presented in BV043 /85. According to the analysis results,shock response of typical regions is obtained,some regularity curves are concluded by analyzing the Mises stress of the typical regions,and the weak regions are found out. The study can provide some references on design of turbo-charger set.     

使用动力吸振器降低轴系纵振引起的水下结构辐射噪声研究

以带有推进轴系的单层锥柱结合壳体为研究对象,用FEM/BEM方法计算轴系纵振激励导致的结构水下振动与声辐射响应.为了降低结构水下辐射噪声,在推进轴系上安装动力吸振器,分析了动力吸振器质量、阻尼和个数对水下结构辐射噪声特性的影响.数值计算结果表明,动力吸振器的减振效果具有较强的频率选择性,吸振频率相同的条件下,可以通过增加动力吸振器的质量、阻尼和吸振器的个数来改善水下结构的辐射噪声.     

局部主动约束阻尼开球壳的振动特性分析

为了有效减小开球壳的振动,对球壳设置局部主动约束阻尼(ACLD),根据一阶剪切变形理论和Donnell壳体理论得出应变位移关系,用Jacobian多项式和Fourier级数组合表征球壳经度和纬度方向变形关系,基于能量法和Lagrange方程建立了系统的动力学模型,研究了主动约束阻尼结构参数、阻尼层占空比和压电层激励电压对模态频率和阻尼比的影响,对不同固定幅值激励电压下球壳中点的频域响应进行了比较。结果表明:合理设置粘弹性厚度和占空比可有效耗散球壳振动能量;压电层经纬度方向尺寸增大可有效增大系统阻尼比,但会使系统引入质量和模态频率大幅增加,影响球壳的使用性能;施加激励电压能够在几乎不改变模态频率的情况下增加系统的振动能耗,但一定幅值的激励电压仅对特定方向的模态幅值能够实现有效缩减。     

结构辐射噪声统计能量分析中参数的灰色预测

统计能量分析模型中系统参数的确定是应用统计能量分析的一个难点,文中在应用统计能量分析计算水下双层加筋圆柱壳体的振动和声辐射过程中,通过灰色预测来辨识系统的统计能量分析参数.首先进行了模型实验,在实验数据基础上建立参数间的灰色预测模型,然后求解灰色模型方程得到系统的参数.这种方法避免了研究系统内部复杂的形成机理,而灰色预测理论又能充分考虑到系统的不确定性,所以在统计能量分析的应用中具有一定的实用价值.最后通过对实验和计算结果的对比分析,证明了计算结果是正确的,从而证明了该算法是可行和有效的.     

水下爆炸时舰船冲击环境与冲击因子的关系

对舰船在遭受典型武器命中后的冲击环境及冲击因子的研究,是考核舰船生命力问题的重要组成部分．为了提高舰船的抗冲击性能,结合大型有限元动力分析软件LSDYNA对某型舰进行了数值仿真实验研究,计算了典型武器的攻击对全船的加速度的响应,并给出了冲击响应(加速度)的统计规律以及对冲击因子进行了分析．数据分析表明：冲击响应(加速度)峰值基本上符合Weibull分布,并且炸药当量的变化以及爆炸位置的不同对冲击响应会产生不同的影响．这对于整个舰船的生命力研究有着重要的意义．     

小型制氧机振动噪声研究及结构优化

为降低一家用小型制氧机的振动噪声,首先建立制氧机壳体结构的有限元模型,通过结构模态分析、声模态分析和声固耦合模态分析,得到其固有频率,同时计算了制氧机在无油压缩机工作情况下的结构动力谐响应．然后利用SYSNOISE软件,对制氧机壳体声固耦合模型的辐射噪声、ATV声传递向量进行计算,得出其单元贡献度．最后,应用噪声振动测试仪进行了试验测量,根据理论和试验结果,制定了制氧机整体降噪方案及结构优化,并通过实验验证了方案的可行性．     

Core-Shell Structure of NaYF_4@SiO_2@Au Nanocomposite of Synthesis and Characterization with Mechanisms Research

A facile method for preparing monodisperse NaYF_4@SiO_2@Au core-shell nanocomposite was developed. Transmission electron microscopy(TEM) as well as EDX(energy dispersive X-ray) was used to characterize the samples. The TEM showed the composite was a core-shell structure, spherical,with the uniform size of about 100 nm. TEM and EDX revealed that the NPs were coated with a layer of SiO_2 and Au shell. The core shell structure of NaYF_4@SiO_2@Au nanocomposite could dispersed in water easily. More importantly,after being coated with SiO_2 and Au, it was feasible for function by-SH and-NH2 groups, respectively. The forming process of the Au shell was monitored with TEM. The mechanism of coating Au shell was discussed in detail. It is expected that the core shell nanoparticle will act as multifunctional molecular imaging probes, such as positron emission tomography(PET), magnetic resonance imaging(MRI), optical imaging(OI), or contrast agent for sensing and detection.     

边界元计算内外声场耦合及流体目标声散射

为研究水下目标的耦合声散射问题，将声类比边界元技术应用于内声场、并考虑流体目标内外声场的耦合，建立了水下运动流体目标声散射的物理模型和数值方法．对于长圆柱和旋转椭球外型的流体目标，给出了几组声散射数值仿真结果，并和解析方法（变形圆柱法）的结果进行比较；比较结果的一致验证了该方法的正确性和有效性．该方法能够研究任意声波入射条件下复杂外形运动流体目标内外声场的耦合，结合结构的有限元描述，该方法将用于水下弹性结构的声耦合响应分析．