艦用燃機(jī)抗沖擊分析方法與模型簡(jiǎn)化研究.pdf

1、燃?xì)廨啓C(jī)以其本身的諸多優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已成為許多國(guó)家水面艦艇的主要?jiǎng)恿ρb置。隨著水中兵器的發(fā)展，非接觸式爆炸沖擊給燃機(jī)帶來(lái)了嚴(yán)重的威脅，因此燃機(jī)的抗沖擊能力直接關(guān)系到艦艇的戰(zhàn)斗力。本文針對(duì)燃機(jī)受到的水下非接觸式爆炸的沖擊問(wèn)題，采用數(shù)值模擬的方法研究了某型號(hào)燃機(jī)的抗沖擊性能，提出了模型簡(jiǎn)化的方法以及機(jī)匣改進(jìn)方案。
　　本文首先論述了燃?xì)廨啓C(jī)抗沖擊數(shù)值方法研究的目的與意義，回顧了三種抗沖擊數(shù)值方法的理論基礎(chǔ)。等效靜力法是一個(gè)簡(jiǎn)單的靜力分析，靜

2、力荷載與設(shè)備自身的重量有關(guān)。動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)法是建立在模態(tài)分析理論的基礎(chǔ)上，將一個(gè)多自由度系統(tǒng)簡(jiǎn)化為多個(gè)單自由度系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)模態(tài)解的合成得出設(shè)備各部位的沖擊響應(yīng)。時(shí)域動(dòng)力分析法則是對(duì)設(shè)備進(jìn)行時(shí)域上的動(dòng)力分析，通過(guò)逐步積分來(lái)計(jì)算每一時(shí)間步上的動(dòng)力響應(yīng)。
　　本文以某型艦用燃機(jī)為對(duì)象，對(duì)燃機(jī)的三種抗沖擊方法進(jìn)行了比較研究。首先，在Femap軟件中建立了燃機(jī)的有限元模型，然后用有限元軟件NX-Nastran進(jìn)行了等效靜力法、動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)法（DD

3、AM）以及時(shí)域動(dòng)力分析法三種抗沖擊分析，最后比較了三種方法的計(jì)算結(jié)果。結(jié)果表明，支撐系統(tǒng)是燃機(jī)在沖擊載荷下的薄弱部位?？偨Y(jié)了三種抗沖擊方法的特點(diǎn)，并對(duì)它們的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較。
　　為了方便對(duì)燃機(jī)支撐系統(tǒng)進(jìn)行后續(xù)的抗沖擊分析，以及減小對(duì)支撐系統(tǒng)優(yōu)化的計(jì)算量，本文對(duì)燃機(jī)的模型進(jìn)行了簡(jiǎn)化，將轉(zhuǎn)子和機(jī)匣簡(jiǎn)化為伯努利-歐拉梁和集中質(zhì)量模型。然后對(duì)簡(jiǎn)化模型進(jìn)行了模態(tài)分析以及三種抗沖擊分析，并將計(jì)算結(jié)果與原始模型的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明，簡(jiǎn)