管路與船體結(jié)構(gòu)耦合沖擊響應分析方法研究.pdf

1、艦船管路系統(tǒng)作為船體設(shè)備工作介質(zhì)和能量的傳遞通道,必須和艦船設(shè)備一樣具備足夠的抗沖擊能力抵抗艦船服役期間可能遭受的打擊。近些年逐漸暴露的管路系統(tǒng)薄弱問題,儼然成為艦船抗沖擊能力的“短板”。因此,開展沖擊載荷作用下管路動態(tài)響應分析方法研究,對提升管路系統(tǒng)和艦船抗沖擊能力具有重要意義。
　　本文以艦船管路為研究對象,采用校核設(shè)備的時域分析方法對管路進行沖擊響應計算,校核管路的抗沖擊能力。分別采用有限元計算方法和離散時間傳遞矩陣計算方法

2、對管路沖擊響應模擬,旨在提出管路抗沖擊能力快速評估方法,能為管路抗沖擊設(shè)計與評估提供工程指導。
　　首先,建立成套管路系統(tǒng)三維有限元模型,并基于BV0430/85校核設(shè)備強度的沖擊輸入,計算管路系統(tǒng)沖擊響應,對艦船管路在沖擊載荷作用下的響應較為劇烈的管路彎頭、三通和設(shè)備連接處等區(qū)域響應進行統(tǒng)計分析,提出管路沖擊載荷作用下的薄弱環(huán)節(jié);
　　其次,在成套管路沖擊響應分析的基礎(chǔ)之上,對管路結(jié)構(gòu)進行邊界簡化,分析結(jié)構(gòu)強度,提出以梁單

3、元和殼單元建模評估管路抗沖擊強度的工程化計算方法。并基于大量算例給出了梁單元模擬交叉構(gòu)件的強度修正系數(shù),彌補梁單元建模引入的結(jié)構(gòu)冗余造成的誤差;
　　第三,建立管路離散時間傳遞矩陣。推導包含管路軸向振動、扭轉(zhuǎn)振動和平面彎曲的管路離散時間傳遞矩陣,建立管路支吊架,法蘭和閥門等集中質(zhì)量,彎頭和三通結(jié)構(gòu)的離散時間傳遞矩陣,完成三維離散時間傳遞矩陣的建立。并利用Matlab軟件編制程序,計算管路沖擊載荷作用下的瞬態(tài)響應,實現(xiàn)管路沖擊響應的