舰用燃气轮机抗冲击性仿真评估方法.pdf

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1、第33卷增刊2011年舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．33，Supplement20ll舰用燃气轮机抗冲击性仿真评估方法王平团，葛晨光(中国舰船研究院，北京100192)摘要：燃气轮机作为现代舰船常用的主动力装置，其抗冲击能力是影响舰船生命力的重要因素之一。介绍了一种对舰用燃气轮机抗冲击性的数字仿真技术评估方法，通过对在冲击载荷下的舰用燃气轮机有限元模型进行仿真计算分析，得出燃气轮机抗冲击能力临界线，对其冲击安全性进行评估，可用于舰用燃气轮机抗冲击能力的设计或校核。关键词：燃气轮机；抗冲击

2、；安全性评估；数值仿真中图分类号：U664．1文献标识码：A文章编·导：1672—7649(2011)S一0043—06DOI：10．3404／j．issn．1672—7649．2011．S．01lSimulationevaluationofwarshipgasturbine’SshockresistanceabilityWANGPing-tuan，GEChen—guang(ChinaShipResearchandDevelopmentAcademy，Beijing100192，China)Abstract：Gasturbi

3、neisthechiefpowerunitofthenlodernwarship．Theshockresistanceabilityoftheturbineisoneofthemostimportantfactorswhichinfluencethevitalityofwarship．Thepaperintroducesanumericalsimulationmethodwhichcanbeusedforevaluatingtheshockresistanceabilitvofthewarship’Sturbine．Thro

4、ughcalculatingandanalyzingtheresponseofthefiniteelementmodelundertheimpactload，thecriticallineoftheshockresistanceabilitycanbegottenout．Itisinstructivefortheengineeringapplication，andreferablefortheestimateoftheturbine’Ssecurityundertheexplosionimpact．Keywords：gast

5、urbine；shockresistance；safetyestimate；numericalsimulation0引言燃气轮机具有高效、节能、低污染等优越的性能，在动力工程中燃气轮机技术及应用得到了飞速发展，在现代舰船上，燃气轮机已成为水面舰艇最主要的动力装置之一。在水下爆炸环境中，舰上重要设备及装置容易受冲击毁坏而失去功能，特别是作为舰船主动力的燃气轮机装置，其抗冲击性能的好坏直接影响到舰船的运动能力和战斗能力，对舰船生命力至关重要。随着计算机技术的不断提高和计算数学理论的不断发展，数值仿真技术已经成为研究舰船结构和设备

6、抗冲击性问题的重要手段之一。本文通过实例分析，介绍了一种对舰用燃气轮机抗冲击性的数字仿真技术评估方法，使用ABAQUS有限元软件平台，对在收稿日期：2011—05—31作者简介：王平团(1980一)，男，工程师，从事舰船科研管理。受冲击载荷作用下的舰用燃气轮机有限元模型进行仿真计算分析，研究舰用燃气轮机结构的抗冲击能力，以供工程应用参考。1仿真计算模型1．1舰用燃气轮机有限元模型结构通常舰船上燃气轮机装置由燃气轮机的机体、箱装体、箱装体底架及减振弹簧等主要部件组成⋯。本文以某一实用燃气轮机的结构模型为例，使用HyperMes

7、h有限元建模软件，建立了舰用燃气轮机装置的有限元模型，并利用HyperMesh软件有限元前后处理平台对其进行合理的实体网格划分；对燃气轮机本体进行六面体以及少量的五面体单元的划分；对于箱装体以及底架，根据其结构特点，对其进行二维单．44．舰船科学技术第33卷元的网格划分”1。划分完网格的燃气轮机各部分结构如图1一图3所示。图1箱装体有限元模型Fig．1Thefiniteelementroodofbox图2箱装体底架有限元模型Fig2Thefiniteelementroodofboxbottom直撑图3燃气轮机简化有限元模型F

8、ig3Thesimplifiedfiniteelementroodofgasturbine使用HyperMesh和ABAQUS之间的数据接口，将在HyperMesh中建立的燃气轮机有限元模型导入到ABAQUS软件非线性求解器中，再定义材料属性、建立减振器有限元模型、定义接触面和交互作用、创