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《中国舰船研究院》 2017年
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舰船设备对安装基础的冲击环境反作用研究

张晓晖  
【摘要】:舰艇设备的抗冲击性能一直是国内外舰船生命力研究的一项重要内容。为了能够准确的开展舰船抗冲击性能研究、抗冲击设计及防护,首先要明确舰船设备受到的冲击环境,而冲击环境通常以冲击谱表示。在以往的分析中是将基座和船体结构当做无限大的刚性基础,在此基础上分析设备的冲击环境。但是,设备的冲击环境是舰船设备与船体结构相互作用后共同产生的结果,当舰船设备安装基础的模态特性与设备的模态特性相当时,由于舰船设备对基础的动态反作用,在设备的刚基础频率处会出现明显的冲击谱谱值下降的现象,即“谱跌”现象。本文利用机械振动中的四端参数和阻抗的概念,依据结构动力学中的简化方法将船体-基座-设备系统简化为三自由度系统,分析裸基础和安装设备后结构的动力特性,探究安装设备后结构的传递函数,结合傅里叶变换、傅里叶逆变换和Duhamel积分提出基于阻抗概念的冲击环境计算方法,为设备的抗冲击设计提供输入载荷。本文从原理上分析了舰船设备对安装基础的反作用,由于使用阻抗的方法,因而可以很好的考虑设备安装位置、设备大小、基座形式等因素对冲击环境的影响。本文发现设备阻抗、基础阻抗、设备频率和基础频率都对冲击环境有影响,研究了阻抗比和频率比对“谱跌”效应的影响规律,并得到谱跌的经验公式。开展安装设备后结构的冲击试验和设备部分、基础部分的阻抗试验,对冲击环境的计算方法和谱跌经验公式的适用性和可靠性进行试验验证。
【学位授予单位】:中国舰船研究院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:U674.70

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