抗冲瓦的优化设计研究

敷设于舰船湿表面上的抗冲瓦可以有效提高舰船的抗水下爆炸冲击性能。本文从抗冲瓦的结构拓扑参数方面来研究其抗冲击特性,讨论了不同强度冲击载荷下抗冲瓦的优化设计区域,提出了拓扑结构、应力平台与结构密度三参数优化设计方法,最终给出了一种较为优化的结构形式。     

敷设声学覆盖层的板架结构抗冲击性能数值计算研究

为提高潜艇的隐身性能,通常在潜艇非耐压壳板外表面敷设消声瓦,在耐压壳体的外表面敷设隔声去耦瓦,在耐压壳体内表面敷设"阻尼层"(以上三种结构统称为多种声学覆盖层);由于声学覆盖层含有空腔的特殊结构形式,该空腔结构形式在受到爆炸冲击波时,腔体将产生变形并吸收能量,这将严重影响潜艇的抗冲击性能。因此,针对敷设声学覆盖层的板架结构的吸能性能进行研究,找出了覆盖层空腔结构变形、速度及加速度与冲击波能量吸收之间的关系,得到敷设声学覆盖层板架结构的抗冲性能;并对声学覆盖层结构进行优化,在此基础上,给出兼具抗冲和隔振功能的声学覆盖层结构设计及性能参数的优化建议。     

局域共振型腔体结构吸声瓦的斜入射吸声特性研究EI北大核心CSCD

吸声瓦的吸声特性对于水下航行器的声隐身性能具有重要影响。综合考虑空腔覆盖层的结构和局域共振型薄膜材料的低频吸声性能,利用COMSOL软件建立了局域共振型腔体结构的吸声瓦的有限元模型,研究了其在10~2000 Hz内对斜入射声波的吸声性能,采用振动位移云图揭示其吸声机理,通过位移矢量图和动能密度分布图分析入射角度影响吸声性能的原因。研究结果表明:该吸声瓦的吸声系数随频率的增大、斜入射角度的增大而增大;吸声机理为上下空腔的收缩与扩张引起纵波向损耗因子较大的横波转化,以及局域共振结构的反共振消耗声能,二者共同作用提高吸声瓦的吸声性能;斜入射声波使得吸声瓦横向位移增大,转化成的剪切波增多;斜入射角度越大,吸声瓦的动能密度越高,消耗声能越多,因此吸声性能增强。研究结果可为吸声瓦的低频吸声特性设计提供理论指导。     

局域共振型腔体结构吸声瓦的斜入射吸声特性研究

吸声瓦的吸声特性对于水下航行器的声隐身性能具有重要影响.综合考虑空腔覆盖层的结构和局域共振型薄膜材料的低频吸声性能,利用COMSOL软件建立了局域共振型腔体结构的吸声瓦的有限元模型,研究了其在10～2 000 Hz内对斜入射声波的吸声性能,采用振动位移云图揭示其吸声机理,通过位移矢量图和动能密度分布图分析入射角度影响吸...     

消声瓦声学性能计算方法研究

首先建立均匀圆柱腔中弹性波的计算模型,然后利用该模型建立复合过渡型声腔结构消声瓦吸声性能计算的理论模型,并应用这一理论模型计算分析现有声腔结构消声瓦及几种变形的声腔结构声腔结构形式的消声瓦的吸声性能,讨论材料环境温度和材料参数变化对吸声性能的影响,最后总结消声瓦声腔结构和不同材料参数对吸声性能影响的基本规律.     

聚丙烯分子量对其注射成型试样的拉伸和抗冲特性的影响

通过对聚丙烯及其经化学降解后的一系列不同分子量聚丙烯的注射成型样条的密度、结晶度、形态、取向、常温拉伸特性和低温抗冲性等方面的实验,讨论了分子量对这些性能的影响。分子量对密度、结晶度影响不大,但对形态及内外层的取向结构影响较大,而低温抗冲性能随分子量下降较多,常温抗拉特性随分子量变化较复杂,就其综合性能而言,以分子量在某一范围内较好。     

提高抗冲聚丙烯中乙烯含量的措施及注意问题

抗冲共聚聚丙烯具有良好的抗冲击性能。共聚物的抗冲击性能主要随共聚物中的乙烯含量的增加而提高。乙烯含量的多少,直接影响产品的冲击性能,尤其是低温冲击强度。一般聚丙烯抗冲共聚物的总乙烯质量分数在6%~15%。为适应市场的需求,聚丙烯装置长期以来致力于高乙烯含量抗冲聚丙烯产品的生产,但是生产中受到共聚反应器压力高的影响,使得乙烯单体的加入量不高,聚丙烯产品中的乙烯含量一直处于11%左右。     

抗冲击瓦结构舰船毁伤效能评估研究

针对舰船毁伤效能评估问题,进行了抗冲击瓦结构舰船毁伤效能评估方法研究。研究结果显示,炸药爆炸威力及目标易损性构成了不可偏废型舰船毁伤效能评价指标体系,爆炸威力赋值可通过炸药TNT当量及舰船排水量计算得出,抗冲击瓦抗毁伤性能评估值可采用灰色层次分析法计算,采用文中给出的毁伤效能计算方法能够实现抗冲击瓦结构舰船毁伤效能的量化评估。     

抗冲击瓦结构舰船毁伤效能评估研究

针对舰船毁伤效能评估问题,进行了抗冲击瓦结构舰船毁伤效能评估方法研究。研究结果显示,炸药爆炸威力及目标易损性构成了不可偏废型舰船毁伤效能评价指标体系,爆炸威力赋值可通过炸药TNT当量及舰船排水量计算得出,抗冲击瓦抗毁伤性能评估值可采用灰色层次分析法计算,采用文中给出的毁伤效能计算方法能够实现抗冲击瓦结构舰船毁伤效能的量化评估。     

潜艇湿表面抗冲覆盖层压缩特性及抗冲击性能研究

针对在艇体湿表面敷设橡胶材料防护覆盖层能有效提高水下非接触性爆炸抗冲击性能,以潜艇水下爆炸抗冲击防护为背景,为解决潜艇湿表面覆盖层承压与抗冲间之矛盾,对六边形蜂窝抗冲覆盖层进行改进,开展潜艇湿表面抗冲覆盖层压缩特性及抗冲击性能研究。讨论钢片厚度及偏距对承压特性与抗冲击性能影响。分析结果可对潜艇湿表面抗冲覆盖层设计与研究提供参考。     

舰员抗冲击地砖动力学分析

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想的舰员冲击防护手段。     

自相似多级纳米蜂窝铝结构力学性能的分子动力学模拟

首次采用分子动力学方法预测了自相似多级纳米蜂窝铝面内和面外（轴向）的压缩力学性能（弹性模量和压缩强度）。重点研究了相对密度、层级数和长度比对自相似多级纳米蜂窝铝结构力学性能的影响。在Gibson模型中引入了表面效应因子,结果表明修正的Gibson-Ashby模型与分子动力学计算结果更加吻合。此外,通过比较一级、二级和三级纳米蜂窝铝结构的变形机制发现,二级和三级纳米蜂窝铝结构由于分别在单级蜂窝和二级蜂窝的角点处接入六边形,在压缩过程中,多级纳米蜂窝铝结构激发的位错远高于单级蜂窝铝结构。也就是说,在压缩载荷下,多级蜂窝铝结构可以更好地利用结构的承载能力,吸收更多的能量。但是,自相似纳米蜂窝铝结构的力学性能无法通过增加级数的方法来无限增强,在相对密度和长度比不变的情况下,当纳米蜂窝铝结构的级数达到二级时,其综合力学性能最佳。研究结果还表明,相对密度不变时,二级纳米蜂窝铝结构长度比分别在0.3和0.4附近时,二级蜂窝铝结构具有最佳的面内和面外力学性能。研究成果对自相似多级纳米蜂窝结构的优化设计具有重要的指导作用。      

新型矩形蜂窝夹芯夹层加筋圆柱壳抗水下爆炸冲击载荷分析

提出了一种新型矩形蜂窝夹芯夹层加筋圆柱壳结构形式。分析了其在水下爆炸冲击载荷下的动力响应特征及     

舰艇冲击响应数据滤波频率选取方法分析

由于冲击响应数据具有较强烈的非线性与瞬态性,研究难度较大,目前在舰艇抗冲击技术研究领域还没有相应的标准规范或统一的滤波频率选取方法。本文利用冲击响应的冲量信息变化情况作为滤波频率选取依据,给出了具体的分析方法及判据。并应用该方法分别分析了舰艇船体结构与设备的冲击响应数据滤波频率,结论如下：不同爆距,船体结构同一部位,冲击响应数据的滤波频率取值相同;不同爆距,舰艇同一设备相同部位,冲击响应数据的滤波频率取值不同。     

一种改进的水下爆炸冲击波信号修正方法

爆炸载荷是舰船抗冲击设计和分析的基础,爆炸冲击波是表征炸药威力的一个关键物理量。在水下爆炸试验中,由于PCB138A50型电气石水下传感器在高频段存在失真,使得水下爆炸自由场压力信号存在上升沿、峰值失真的情况。当爆源与测点的水平距离远大于测点深度时,测点接收的信号需考虑反射波影响,一般会出现水面截断,形成驼峰现象。这都会使压力信号的冲击波能量计算产生误差,进而影响舰船的抗冲击分析。文章用Jensen提出的方法修正峰值,使用Cole函数对冲击波进行拟合修正。经对比,Cole函数拟合法比传统的指数拟合法修正后的冲击波能量更接近于试验炸药冲击波能量的理论值。     

爆炸冲击波通过砾石层衰减规律的试验研究

采用激波管对不同长度、不同空隙率的砾石层消减激波的作用进行了试验研究,并在野外地下坑道进行了化爆试验,两种试验得出了规律性一致的结论。大压力激波衰减更快;砾石层的长度和空隙率对激波的衰减有显著的影响。根据试验数据获得了确定砾石层长度的计算公式。     

爆炸冲击波通过砾石层衰减规律的试验研究

采用激波管对不同长度、不同空隙率的砾石层消减激波的作用进行了试验研究,并在野外地下坑道进行了化爆试验,两种试验得出了规律性一致的结论。大压力激波衰减更快;砾石层的长度和空隙率对激波的衰减有显著的影响。根据试验数据获得了确定砾石层长度的计算公式。     

水下冲击波作用的铝合金蜂窝夹层板动力学响应研究

为研究铝合金蜂窝夹层板水下爆炸冲击波载荷作用的动态响应及抗冲击性能,利用非药式水下爆炸冲击波加载装置对气背固支5A06铝合金夹层板及具有相同面密度的单层板进行水下冲击波加载试验。利用高速相机结合三维数字散斑技术(DIC)对夹层板后面板动态响应进行实时测量,获得夹层板气背面受水下冲击波作用的动态响应历程及变形毁伤模式,比较分析铝合金蜂窝夹层板抗冲击防护性能。结果表明,较相同面密度的单层板,蜂窝夹层板受水下冲击波载荷作用的芯层压缩能有效减少气背面板的塑性变形,提高夹层结构整体抗冲击性能。