船用柴油機沖擊動態(tài)響應(yīng)特性數(shù)值研究.pdf

1、船用柴油機作為艦船動力系統(tǒng)的重要組成部分，為艦船的續(xù)航提供重要保障，柴油機在沖擊環(huán)境下能否正常運轉(zhuǎn)直接關(guān)系到艦船的續(xù)航能力、戰(zhàn)斗力。柴油機機身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，轉(zhuǎn)動件如連桿、活塞等具有復(fù)雜的相對運動關(guān)系，柴油機的運轉(zhuǎn)涉及多種介質(zhì)如水、油、氣等，柴油機的許多重要部件在正常運轉(zhuǎn)時就已承受很大的工作應(yīng)力，而由水下爆炸引起的較強的沖擊載荷很可能導(dǎo)致柴油機重要部件的破壞和失效。因此，開展船用柴油機在沖擊環(huán)境下的動態(tài)響應(yīng)特性數(shù)值研究具有重要意義。
　

2、　柴油機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，本文依據(jù)工程上常用的簡化方法對柴油機模型進行合理的簡化，建立了柴油機有限元模型。通過模態(tài)分析不僅驗證了柴油機的有限元模型并且獲得了柴油機及其部件的結(jié)構(gòu)動態(tài)特性，為判斷柴油機在沖擊下的響應(yīng)提供依據(jù)，并找出柴油機潛在的薄弱環(huán)節(jié)。
　　通過動態(tài)設(shè)計分析法和實時模擬法分別對柴油機的沖擊響應(yīng)在頻域和時域上進行分析。兩種方法的沖擊載荷不同，動態(tài)設(shè)計分析法的沖擊載荷設(shè)計依據(jù)美國海軍實驗室提出的經(jīng)驗公式計算得到，是基于頻域的沖擊

3、譜；實時模擬法的沖擊載荷則依據(jù)國軍標(biāo)中對艦船設(shè)備的沖擊環(huán)境的規(guī)定，按照德軍標(biāo)中的等效轉(zhuǎn)換方法計算得到。通過分析兩種方法計算得到的柴油機在沖擊環(huán)境下的動態(tài)響應(yīng)，得出柴油機在非一體化沖擊下的動態(tài)響應(yīng)特點。
　　最后，將柴油機與船體耦合的一體化模型簡化為主從系統(tǒng)模型，并討論船體、減震基座與柴油機的不同參數(shù)對柴油機響應(yīng)的影響。根據(jù)彈性系統(tǒng)耦合理論，將柴油機與船體耦合在一起進行一體化沖擊響應(yīng)分析，一體化沖擊更加接近柴油機在艦船上真實的沖擊環(huán)