舰用燃机抗冲击分析方法与模型简化研究

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1、犬嫂－大學ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹｆｉ面士享位论文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ＊一＾舰用燃机抗冲击分析方法与模型简化研究工程力学、／受科去丨丨触－．作者姓名指耳救肺张亚辉教授？２０１５年６月‘＿＿＿答辩日期硕士学位论文舰用燃机抗冲击分析方法与模型简化研究－ＳｈｏｃｋＡｎｔｉＡｎａｌｙｓｉｓＭｅｔｈｏｄｓａｎｄＳｉｍｐｌｉｆｉｅｄＭｏｄｅｌｓｏｆＭａｒｉｎｅＧａｓＴｕｒｂｉｎｅ

2、ｓ作者姓名：韩少燕学科、专业：工程力学学号：２１２０３０３４指导教师：张亚辉完成日期：２０１５年６月大遠理工大旁ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体巳经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果一。与我同工作的同志对本研究所

3、做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：舰用燃机抗冲击分析方法与模型简化研究作者签名：本日期：年４月／日集—十－－ＩＩ大连理工大学硕士学位论文摘要燃气轮机以其本身的诸多优点，现已成为许多国家水面舰艇的主要动力装置。随着水中兵器的发展，非接触式爆炸冲击给燃机带来了严重的威胁，因此燃机的抗冲击能力直接关系到舰艇的战斗力。本文针对燃机受到的水下非接触式爆炸的冲击问题，采用数值模拟的方法研究了某型号燃机的抗冲击性

4、能，提出了模型简化的方法以及机匣改进方案。本文首先论述了燃气轮机抗冲击数值方法研究的目的与意义，回顾了三种抗冲击数一值方法的理论基础。等效静力法是个简单的静力分析，静力荷载与设备自身的重量有一关。动力学设计法是建立在模态分析理论的基础上，将个多自由度系统简化为多个单自由度系统，通过对模态解的合成得出设备各部位的冲击响应。时域动力分析法则是对一设备进行时域上的动力分析，通过逐步积分来计算每时间步上的动力响应。本文以某型舰用燃机为对象，对燃机的三种抗冲击方法进行了比较研究。首先，在Ｆｅｍ

5、ａ软件中建立了燃机的有限元模型－Ｎａｓｔｒａｐ，然后用有限元软件ＮＸｎ进行了等效静力法、动力学设计法（ＤＤＡＭ）以及时域动力分析法三种抗冲击分析，最后比较了三种方法的计算结果。结果表明，支撑系统是燃机在冲击载荷下的薄弱部位。总结了三种抗冲击方法的特点，并对它们的优缺点进行了比较。为了方便对燃机支撑系统进行后续的抗冲击分析，以及减小对支撑系统优化的计算－量，欧拉梁和集中质量模，本文对燃机的模型进行了简化将转子和机匣简化为伯努利型。然后对简化模型进行了模态分析以及三种抗冲击分析，并将计算结果与原

6、始模型的计算结果进行对比。结果表明，简化后的模型尽管丢失了部分振型，但是对支撑系统的抗冲击结果影响较小，并且简化后模型的自由度显著降低，因此该简化模型可以用来对支撑系统进行优化分析。在抗冲击分析中发现，中介机匣的应力响应较小，有较大的强度储备，所以对中介一机匣支板的厚度做了调整，将其厚度减小了半。然后结合子模型技术对改进模型进行了强度与刚度的校核，结果表明改进后的模型在强度与刚度上均满足要求，并且有效的降低了模型质量。关键词：燃气轮机冲击分析；等效静力法ＤＤＡＭ域分析；抗；；时－

7、－Ｉ舰用燃机抗冲击分析方法与模型简化研宄ｔ－ＡｎｉＳｈｏｃｋＡｎａｌｙｓｉｓＭｅｔｈｏｄｓａｎｄＳｉｍｌｉｆｉｅｄＭｏｄｅｌｓｏｆＭａｒｉｎｅＧａｓｐＴｕｒｂｉｎｅｓＡｂｓｔｒａｃｔＷｉｔｈａｌｏｔｏｆａｄｖａｎｔａｅｓａｓｔｕｒｂｉｎｅｈａｓｎｏｗｂｅｃａｍｅｔｈｅｍａｉｎｏｗｅｒｌａｎｔｆｏｒｓｕｒｆａｃｅｇ，ｇｐｐｓｃｏｕｎｍｅｎｔｏ－ｈｉｓｉｎｍａｎｔｒｉｅｓ．Ｗｔｔｅｖｅｒｗａｔｅｗｅａｏｎｔｅｎｏｃｏｎｉｈｈｅｄｌｏｆ

8、ｕｎｄｅｒｓｈｎｔａｃｔｐｙｐｐ，＇ｅｘｐｌｏｓｉｏｎｓｈｏｃｋｂｒｏｕｇｈｔｓｅｒｉｏｕｓｔｈｒｅａｔｔｏｇａｓｔｕｒｂｉｎｅ，ｔｈｅｒｅｆｏｒｅｔｈｅｓｈｉｐｓｃｏｍｂａｔ＇ｅｆｆｅｃｔｔ－ｓｃｔｉｖｅｎｅｓｓ．ｖｉｅｗｔｅｓｉｓｄｉｒｅｃｔｌｙｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｇａｓｕｒｂｉｎｅｓａｎｔｉｈ