圆柱壳结构冲击环境预报的瞬态统计能量法

摘要

本文基于瞬态统计能量方法研究军用潜水艇圆柱壳结构在瞬态激励作用下的冲击环境预报问题.开展了带有内部横舱壁的圆柱壳结构冲击试验,获得圆柱壳和横舱壁两个子系统的若干加速度、激励力时历曲线,得到了两子系统内损耗因子和耦合损耗因子.采用统计能量分析程序建立了圆柱壳结构瞬态统计能量模型,使用试验得到的损耗因子数据,获得了多工况下圆柱壳结构各子系统的冲击谱,并与试验时历加速度曲线直接获得的冲击谱进行对比,结果表明在100-1000Hz频段内两者平均误差在25％以内.说明采用瞬态统计能量法可对圆柱壳结构的高频冲击环境进行准确预报.本文突破了有限元软件难以预报高频冲击环境的缺陷,并在100-300Hz的中频段也具有不错的准确性.与有限元法相比,该方法的计算效率提升至少一个数量级以上,具有广阔的应用前景.