双层壳潜艇舱段结构静动力性能分析

摘要

潜艇舱段结构主要是由耐压船体和非耐压船体两部分组成.研究在流场中的潜艇舱段结构的强度、振动与声辐射性能,对保证潜艇的安全性和隐蔽性至关重要.本文主要研究了在流场中耐压船体(环肋柱壳)和两种不同非耐压船体结构形式组成的潜艇舱段结构的强度、振动和声辐射性能.本文的研究主要是采用解析法和数值分析的有限元法.对环肋柱壳振动和声辐射采用解析法,对潜艇舱段结构采用有限元分析方法潜艇在水中航行时,分析其振动和声辐射性能,还需计及流固耦合的影响.用有限元法建立了流固耦合模型,同时考虑了耐压与非耐压壳的相互作用对其静力特性的影响,使计算模型与实艇的工作应力状态更加符合.通过建立舱段结构有限元计算模型,求解波动方程和结构运动方程来实现.在流固耦合边界面上,除结构振动产生流体负载外,还需考虑声压对结构产生的面力作用.在数值分析中,重点讨论了两种不同形式的非耐压船体结构的静动力性能,以验证有限元法的可靠性.结果表明非耐压船体采用混合骨架式结构与传统横骨架式结构相比,前者低频辐射噪声较后者低5dB左右,抗冲击和抗碰撞的性能也比后者好,是一种值得推荐的结构形式.混合骨架式结构的变形和应力较横骨架式结构的均匀,变化的幅值也较小.采用混合骨架式结构形式,其非耐压船体结构的重量要比采用横骨架式结构形式轻百分之二十左右.

目录

文摘

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1概述

1.1本文研究的工程背景

1.2国内外研究概况

1.3本文的主要研究内容

2环肋柱壳在流场中的振动和声辐射性能分析

2.1基本理论

2.2耐压船体振动性能分析

2.3激励力性质对环肋圆柱壳声辐射性能的影响

3双层壳潜艇舱段结构静动力性能分析

3.1有限元方法与计算模型的建立

3.2 双层壳潜艇舱段结构静力性能分析

3.3两种不同非耐压结构潜艇舱段静力性能比较

3.4 双层壳舱段结构振动特性分析

3.5两种不同非耐压结构潜艇舱段动力性能比较

4双层壳潜艇舱段结构声辐射性能分析

4.1基本方法

4.2两种不同非耐压结构潜艇舱段声辐射性能比较

5全文总结

致谢

参考文献

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