典型管路系统抗冲击性能分析方法新型抗冲击元器件设计研究

摘要

随着现代军事的发展,舰船管路系统的抗冲击能力在整个舰船体系中显得越来越重要。本文采用谱分析法和时域分析法对管路的抗冲击性能进行了研究,又通过模型试验对时域分析法所得结果进行了验证,最后设计了三种管路元器件,对这三种元器件的抗冲击设计进行了分析。主要的研究内容如下:
　　(1)针对典型管路系统,采用谱分析法与时域分析法分别从单点冲击与多点冲击两个方面来进行管路系统的抗冲击研究。
　　(2)在跌落台上进行多工况抗冲击性能试验,获得设计管路模型的冲击响应试验数据,为有限元仿真方法提供试验验证。然后通过有限元软件ANSYS计算管路系统在不同冲击工况下的动态响应,并与试验结果对比验证有限元模拟的可靠性。
　　(3)采用元器件模型与管路整体模型的嵌套技术,设计建立了三组新型元器件,并采用时域分析法,分析了各管路系统在冲击输入下的动态响应,比较每组中普通元器件与新设计的元器件的抗冲击性能。
　　得到主要结论如下:
　　(1)冲击谱的拐点频率与冲击谱的上升斜率与管路系统的边界条件有关;多点冲击时域分析的评估结果中的最大合成位移与最大合成应力,均比单点冲击时域分析的评估结果要大;不同方向的联合激励会导致管路系统的位移与应力的增加。
　　(2)试验及数值仿真结果均表明支吊架是该段管路系统抗冲击薄弱部位,在强冲击下首先发生了断裂现象,在较大冲击时薄弱部位发生大变形。
　　(3)新设计的三种管路元器件与普通元器件相比,能够有效防止管卡在冲击作用下发生断裂,有效降低管路系统的变形量,从而显著增强管路的抗冲击性能。

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第1章 绪 论

1.1 课题的研究背景和意义

1.2 国内外研究现状和方法

1.3本文主要研究内容及创新点

第2章 管路冲击分析方法

2.1 引 言

2.2 冲击谱分析技术

2.3 冲击时域分析技术

2.4 小结

第3章 典型管路系统冲击谱仿真分析与时域仿真分析

3.1 引言

3.2 冲击谱仿真分析

3.3 冲击时域仿真分析

3.4 小结

第4章 典型管路系统冲击性能有限元仿真方法试验验证

4.1 引言

4.2 试验设计

4.3 冲击动力响应及变形特性数值模拟方法

4.4 数值模拟结果与模型试验结果对比分析

4.5 小结

第5章 新型管路系统抗冲击元器件设计及性能分析

5.1 引言

5.2 新型抗冲击支吊架设计及性能分析

5.3 新型抗冲击管卡设计及性能分析

5.4 新型管路与设备连接装置设计及性能分析

5.5 小结

第6章 结论与展望

6.1 论文主要完成的工作

6.2 得到的研究结论

6.3 研究展望

参考文献

攻读硕士期间发表的学术论文

致谢