基于动态子结构法舰船舱段冲击响应特性研究

《基于动态子结构法舰船舱段冲击响应特性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：密级：ＵＤＣ：编号：工学硕士学位论文基于动态子结构法舰船舱段冲击响应特性研究硕士研究生：李晓文指导教师：郭君副教授学科、专业：船舶与海洋结构物设计制造论文主审人：张阿漫教授哈尔滨工程大学２０１８年３月．分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文基于动态子结构法舰船舱段冲击响应特性研究硕士研究生：李晓文指导教师：郭君副教授学位级别：工学硕士学科、专业：船舶与海洋结构物设计制造所在单位：船舶工程学院论文提交日期：2018年1月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学Classifie

2、dIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngResearchontheImpactResponseCharacteristicsofShipCabinBasedonDynamicSubstructureMethodCandidate:LiXiaowenSupervisor:Prof.GuoJunAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:DesignandConstructionofNavalArchitectureandOceanStru

3、ctureDateofSubmission:Jan.2018DateofOralExamination:Mar.2018University:HarbinEngineeringUniversity基于动态子结构法舰船舱段冲击响应特性研究摘要目前舰艇冲击环境预报已越来越受到各国海军重视，舰艇冲击环境预报手段主要是有限元数值仿真和实船水下爆炸试验。实船试验耗费大量人力、财力资源且受实验环境干扰较大，不具备重复性；现代计算机技术发展为有限元数值仿真模拟舰艇大型复杂结构提供可能，但是舰船局部细化设计过程中，修改局部参数仍然需要对整体结构进行仿真计算，计算机

4、仿真过程中依旧消耗大量计算资源、时间成本。因此本文以保证数值仿真精度同时降低计算成本为根本目的，旨在提供一种基于子结构方法的舰艇整体结构模态信息求解和水下爆炸载荷作用下冲击环境预报技术，具体内容如下：首先，通过大型浮动冲击平台水下爆炸试验验证有限元数值仿真在舰艇冲击环境预报方面的可靠性。实船试验过程中环境、传感器因素均会引入零漂误差，采用经验模态分解方法处理冲击响应信号，通过改进的镜像经验模态分解方法对传统分解方法存在的端点效应现象进行改进，分析有限元数值仿真方法与实船水下爆炸试验在冲击环境预报方面误差。第二，分析浮动冲击平台和水下加筋圆柱壳结构低

5、频冲击环境特性，量化水下加筋圆柱壳整体结构对舰艇结构冲击环境贡献。通过分析相同水下爆炸载荷作用下，水下加筋圆柱壳结构舱段子结构与整体冲击环境差异，研究仅通过舱段子结构对舰艇整体冲击环境预报可行性，提出应用舱段子结构进行冲击环境预报的必要条件；通过调整舱段子结构边界条件提高仅通过舱段子结构模型进行冲击环境预报精度。第三，应用自由界面模态综合技术对水下加筋圆柱壳结构模态信息进行求解分析，详细分析求解过程中子结构自由度缩聚技术，并通过水下加筋圆柱壳局部舱段结构进行验证，分析各种方法计算精度、计算效率影响因素；推导求解复杂连接方式下不同数目舱段子结构综合矩

6、阵。最后，采用中心差分法实现自由界面模态综合时域响应信号求解，从计算效率、精度以及计算收敛性诸多角度分析多种积分方法在界面力和动力学方程组求解过程中应用，应用本文基于自由界面模态综合技术动态子结构方法，预报加筋圆柱壳结构在水下爆炸载荷作用下冲击环境。关键词：有限单元法；子结构；模态综合；冲击环境预报I基于动态子结构法舰船舱段冲击响应特性研究ABSTRACTThefiniteelementnumericalsimulationandtherealshipunderwaterexplosiontestarethemainmeansofpredictin

7、gtheimpactenvironmentoftheship.Therealshiptestconsumesalotofhumanresourcesandfinancialresourcesandisgreatlydisturbedbytheexperimentalenvironment,andisnotrepeatable.Thedevelopmentofmoderncomputertechnologymakesitpossibletosimulatethelargecomplexstructureofshipbyfiniteelementnum

8、ericalsimulation.However,intheprocessoflocalrefinement,themod