配重結(jié)構(gòu)是在橫向沖擊試驗機對5000kg級左右潛艇設(shè)備進行沖擊試驗過程中,替代真實設(shè)備進行試驗機調(diào)試的一種輔助裝置,是艦載設(shè)備抗沖擊試驗系統(tǒng)中的重要組成部分。其強度、剛度及抗沖擊性能對于抗沖擊試驗過程中的數(shù)據(jù)采集有著至關(guān)重要的影響。因此,研究橫向沖擊試驗用配重結(jié)構(gòu),對提高試驗精度,降低橫向沖擊試驗成本有著重要意義。本文根據(jù)艦載設(shè)備抗沖擊試驗要求,提出了四種不同配重結(jié)構(gòu)設(shè)計方案,并對最優(yōu)設(shè)計方案的抗沖擊性能進行了研究。本論文主要研究內(nèi)容分為以下5個方面:(1)將典型的艦艇設(shè)備簡化為一系列不同固有頻率的懸臂梁模型,基于模型研究了水下爆炸沖擊環(huán)境對艦用設(shè)備的破壞潛能,得到了水下非接觸爆炸沖擊環(huán)境對艦船設(shè)備的破壞潛能及其表征方法,通過有限元計算證實了偽速度譜與設(shè)備的應(yīng)力響應(yīng)關(guān)系最為密切。(2)配重是橫向沖擊試驗系統(tǒng)調(diào)試過程中關(guān)鍵的配套設(shè)施�，F(xiàn)有配重的重量可調(diào)性及橫向抗沖擊性能在系統(tǒng)調(diào)試過程中不盡人意。為此根據(jù)艦載設(shè)備橫向沖擊試驗要求,提出了四種不同的配重結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。四種不同的方案有結(jié)構(gòu)上更為合理,重量可調(diào)性更靈活、占用空間小等優(yōu)點,適合在橫向沖擊試驗機上使用。(3)針對四種不同方案配重結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點進行比較,并結(jié)合模態(tài)分析得到的結(jié)果,最終確定將方案四配重結(jié)構(gòu)作為最優(yōu)設(shè)計方案。對方案四配重結(jié)構(gòu)進行加工,最終得到方案四重量可調(diào)式配重結(jié)構(gòu)的工裝實物。(4)使用有限元法對配重結(jié)構(gòu)進行了橫向沖擊響應(yīng)分析,研究了方案四配重結(jié)構(gòu)的橫向抗沖擊性能,確定了特定沖擊載荷作用下配重整體結(jié)構(gòu)、緊固螺栓及剪切塊上應(yīng)力的最大位置及變化情況,仿真結(jié)果表明配重整體結(jié)構(gòu)、緊固螺栓及剪切塊的最大應(yīng)力均小于許用應(yīng)力,抗沖擊性能滿足設(shè)計要求。(5)根據(jù)國軍標(biāo)的相關(guān)要求對方案四配重結(jié)構(gòu)全尺寸模型實施了橫向沖擊試驗。試驗結(jié)果表明配重整體結(jié)構(gòu)、緊固螺栓及剪切塊結(jié)構(gòu)完好,無異常變形。典型部位的加速度、速度和位移仿真數(shù)據(jù)與試驗數(shù)據(jù)相比,誤差均小于10%,能夠滿足工程預(yù)測精度要求,因此利用仿真計算模型對沖擊響應(yīng)進行預(yù)測是正確合理的。
【學(xué)位單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：U674.70
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 艦艇及設(shè)備抗沖擊試驗研究現(xiàn)狀
        1.2.2 沖擊試驗機研究現(xiàn)狀
        1.2.3 設(shè)備與構(gòu)件抗沖擊方法研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第2章 沖擊環(huán)境破壞潛能研究
    2.1 概述
    2.2 彈簧振子沖擊響應(yīng)譜
    2.3 懸臂梁沖擊響應(yīng)譜
        2.3.1 模型和計算條件
        2.3.2 計算結(jié)果分析
    2.4 沖擊破壞規(guī)律
    2.5 本章小結(jié)
第3章 重量可調(diào)式配重結(jié)構(gòu)方案研究
    3.1 重量可調(diào)式配重結(jié)構(gòu)設(shè)計目的及要求
    3.2 重量可調(diào)式配重結(jié)構(gòu)設(shè)計方案
        3.2.1 方案一配重結(jié)構(gòu)
        3.2.2 方案二配重結(jié)構(gòu)
        3.2.3 方案三配重結(jié)構(gòu)
        3.2.4 方案四配重結(jié)構(gòu)
    3.3 重量可調(diào)式配重結(jié)構(gòu)方案的比較及材料的選取
        3.3.1 重量可調(diào)式配重結(jié)構(gòu)方案比較
        3.3.2 重量可調(diào)式配重結(jié)構(gòu)材料的選取
    3.4 本章小結(jié)
第4章 配重結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析
    4.1 模態(tài)分析的理論基礎(chǔ)
    4.2 模態(tài)分析步驟
        4.2.1 模型的建立
        4.2.2 加載與求解
        4.2.3 觀察結(jié)果
    4.3 方案四配重結(jié)構(gòu)模態(tài)分析
        4.3.1 方案四抗沖層振型結(jié)果分析
        4.3.2 方案四一層配重振型結(jié)果分析
        4.3.3 方案四二層配重振型結(jié)果分析
        4.3.4 方案四三層配重振型結(jié)果分析
    4.4 其他方案配重結(jié)構(gòu)整體模態(tài)分析
        4.4.1 方案二配重結(jié)構(gòu)整體模態(tài)分析
        4.4.2 方案三配重結(jié)構(gòu)整體模態(tài)分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 配重結(jié)構(gòu)沖擊響應(yīng)分析
    5.1 重量可調(diào)式配重結(jié)構(gòu)有限元計算模型
    5.2 仿真計算的沖擊載荷
    5.3 仿真計算響應(yīng)測點
    5.4 配重結(jié)構(gòu)的橫向沖擊仿真分析
        5.4.1 典型部件的加速度響應(yīng)
        5.4.2 典型部件的速度響應(yīng)
        5.4.3 典型部件的相對位移響應(yīng)
        5.4.4 典型部件的應(yīng)力響應(yīng)
    5.5 本章小結(jié)
第6章 配重結(jié)構(gòu)的橫向沖擊試驗
    6.1 試驗方案
        6.1.1 試驗?zāi)康?br>        6.1.2 試驗樣機數(shù)量
        6.1.3 試驗條件
        6.1.4 試驗用設(shè)備儀器儀表
        6.1.5 試驗測點布置
        6.1.6 試驗工況
        6.1.7 試驗合格判據(jù)
    6.2 試驗結(jié)果與仿真計算結(jié)果綜合分析
        6.2.1 加速度響應(yīng)
        6.2.2 速度響應(yīng)
        6.2.3 位移響應(yīng)
        6.2.4 應(yīng)力響應(yīng)
        6.2.5 沖擊譜圖
    6.3 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻
在學(xué)研究成果
致謝

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