發(fā)布時間：2022-01-15 10:48

　　水下非接觸爆炸試驗是檢驗艦船及艦載設備抗沖擊能力最直接有效的方法。使用加速度傳感器測量試驗過程中設備基座的加速度響應計算得到的沖擊響應譜是設備抗沖擊能力設計校核工作的重要依據(jù)。直接獲得的加速度數(shù)據(jù)往往含有趨勢項誤差,導致計算的沖擊響應譜中低頻譜線漂移,漂移后的譜值可能會比真實值大1-2個數(shù)量級,對設備考核造成影響。本文針對趨勢項誤差導致的沖擊響應譜中低頻譜線漂移問題,提出了兩種中低頻沖擊響應譜修正方法,并開展沖擊驗證試驗,檢驗該方法的有效性。艦載設備抗沖擊試驗中的沖擊環(huán)境通常由加速度信號計算得到的沖擊響應譜表征。研究了沖擊環(huán)境測量技術發(fā)展現(xiàn)狀,加速度傳感器作為傳統(tǒng)的振動信號測量手段,在沖擊環(huán)境下測量數(shù)據(jù)中往往含有趨勢項誤差成分,導致沖擊響應譜中低頻譜線漂移,不能準確描述試驗過程中的中低頻沖擊環(huán)境。為解決上述問題,研究人員研制了簧片儀、沖擊擺和彈簧振子等中低頻沖擊環(huán)境測量裝置,作為加速度傳感器的補充測量手段。研究發(fā)現(xiàn)直接觀測加速度信號中是否含有趨勢項存在困難,通過對信號應用傅里葉變換分析和數(shù)值積分方法分析處理,發(fā)現(xiàn)含趨加速度信號中往往含有高能低頻分量,積分得到的速度和位移曲線出現(xiàn)嚴重零漂... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

地震中被損壞木質(zhì)房屋結構

沈陽工業(yè)大學碩士學位論文4陸狀態(tài)下的沖擊響應特性，該研究發(fā)現(xiàn)不同著陸姿態(tài)對設備的沖擊響應譜曲線走勢基本沒有影響，但是同一設備的不同位置沖擊響應曲線走勢相差很大。圖1.2美國宇航局開展噴氣式飛機機身碰撞測試Fig.1.2NASAlaunchesjetaircraftfuselagecrashtest在航天器的沖擊響應特性研究方面，苑忠惠[18]將設計譜利用綜合波形法中的正弦窗函數(shù)合成設計譜加速度時域信號，并對模型的載荷加載點施加該沖擊載荷，然后輸出加載點加速度響應譜，將其與設計譜進行對比分析，通過調(diào)整基波波形和延遲時間，使其處于容差范圍內(nèi)，從而得到合乎容差范圍內(nèi)的響應譜。彭志剛[19]為探究星箭分離過程中爆炸螺栓對于衛(wèi)星敏感設備的影響，提出了基于統(tǒng)計能量法的沖擊響應譜分析方法，并對比分析了單點爆炸與四點爆炸的系統(tǒng)響應差異性，預測了星箭分離時解鎖沖擊振動情況。圖1.3所示為航天器火工高能沖擊分離階段爆炸試驗圖。王翠榮等[20]對固體火箭發(fā)動機地面點火試驗的點火沖擊信號利用改進遞歸濾波器法計算沖擊響應譜，驗證了該方法的準確性與有效性。張華等[21]利用ANSYS對擺錘式?jīng)_擊試驗臺進行仿真研究，給出了響應板設計參數(shù)、試驗臺支撐條件和沖擊脈沖對響應譜曲線的影響，研究發(fā)現(xiàn)擺錘式?jīng)_擊試驗臺能夠較好地模擬爆炸沖擊環(huán)境。穆瑞忠等[22]比較了不同沖擊譜模擬試驗方法的基本原理，振動臺模擬具有設備規(guī)范、操作成本低、可控性高等優(yōu)點，但是其量級很低、頻率范圍較窄，因此難以模擬高量級的復雜沖擊環(huán)境。碰撞式?jīng)_擊試驗機能夠產(chǎn)生高達幾千g的沖擊載荷，信號最高頻率在5000Hz以上，但是難以復現(xiàn)試驗工況。TNT爆炸試驗能夠真實模擬航天產(chǎn)品工作過程中的爆炸沖擊環(huán)境，但是卻難以加強沖擊量級裕度。同時實際爆炸試驗還會導致有些部段結?

第1章緒論5進一步研究。張剛等[25]為保證加載加速度激勵能夠得到標準沖擊響應譜，開展火藥激勵控制方法、響應板邊界、工裝動特性等對響應譜型影響的研究，研究發(fā)現(xiàn)使用圓環(huán)形火藥激勵加載方式在40000g，1600Hz條件下的爆炸沖擊試驗中，實現(xiàn)了拐點頻率和容差±6dB的譜型控制要求。圖1.3航天器高能火工沖擊分離階段試驗Fig.1.3Phaseexperimentofhigh-energyshockseparationofspacecraftpyrotechnics在海軍艦艇及艦載設備抗沖擊研究方面，方超[26]應用沖擊響應譜探究雙體船系統(tǒng)沖擊環(huán)境特性，通過記錄艦船不同位置的考核點的加速度響應，得到各部位譜速度響應，研究發(fā)現(xiàn)，船體中間位置譜速度最大，沿船長方向向兩個遞減，艦艇末端譜速度最校章振華等[27]研究一種在船體濕表面敷設超彈性覆蓋層，從而減少遠場水下爆炸沖擊對艦船造成的損傷，而覆蓋層為薄壁結構與艦船尺度不匹配，導致難以開展有限元分析計算，為解決這一問題，提出具有較高計算效率的仿真近似方法。應用沖擊響應譜比較仿真數(shù)據(jù)與試驗數(shù)據(jù)，該船體結構與覆蓋層間、覆蓋層與流體間耦合關系能夠準確匹配，仿真計算與試驗結果吻合。王珂等[28]利用沖擊響應譜對典型艦船水下爆炸沖擊環(huán)境進行仿真研究，研究結果表明沖擊譜的譜值由船底外板到最上層甲板呈衰減的趨勢，加速度譜值隨爆距的增加呈近似的指數(shù)衰減趨勢，加速度譜值隨炸藥量的增加呈近似拋物線增加趨勢。杜志鵬等[29]提出一種利用偽速度沖擊響應譜與傅里葉變換幅值譜數(shù)值等價關系，結合設計沖擊響應譜修正沖擊響應譜的修正方法，該方法能夠使沖擊信號繪制的沖擊響應譜更為接近標準設計譜，從而反映與設計譜更為接近的沖擊環(huán)境。姜濤等[30]探究了前聯(lián)邦德國國防軍艦建造規(guī)范BV043/85規(guī)定的沖擊反應譜轉(zhuǎn)換到正負三角波

【參考文獻】：
期刊論文
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[7]200t級浮動沖擊平臺水下爆炸試驗低頻沖擊響應數(shù)據(jù)分析[J]. 張磊,杜志鵬,吳靜波,計晨,張春輝,馮麟涵.  中國艦船研究. 2018(03)
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碩士論文
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[2]橋梁墩柱車撞沖擊譜研究[D]. 尹壯飛.山東建筑大學 2017
[3]爆炸載荷作用下衛(wèi)星星體沖擊響應分析及緩沖方案研究[D]. 苑忠慧.吉林大學 2016
[4]基于統(tǒng)計能量法的星箭解鎖沖擊響應譜分析[D]. 彭志剛.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[5]雙體船結構抗爆抗沖擊特性研究[D]. 方超.哈爾濱工程大學 2011
[6]飛行器結構力學環(huán)境虛擬技術研究[D]. 張華.西北工業(yè)大學 2007
[7]陀螺漂移信號的小波去噪及其誤差模型的研究[D]. 高寧.天津大學 2004



本文編號：3590483