题名 舰船非接触水下爆炸系统的混合不确定度量化
被引量：2
1
作者
梁霄 杨伊伊 陈江涛 王瑞利
机构
山东科技大学数学与系统科学学院 中国空气动力研究与发展中心 北京应用物理与计算数学研究所
出处
《中国舰船研究》
CSCD
北大核心
2024年第3期115-126,共12页
基金
山东省自然科学基金面上资助项目(ZR2021MA056) 国家自然科学基金-中国工程物理研究院联合基金资助项目(U2230208) 国家自然科学基金资助项目(12171047)。
文摘
[目的]舰船非接触水下爆炸建模与仿真(M&S)中同时存在品目繁多的认知不确定度和偶然不确定度,在M&S过程中引入的不确定度导致系统响应量(SRQ)的数值模拟结果与试验真值间产生较大偏差,影响M&S的性能。而使用非接触水下爆炸不确定度量化(UQ)方法能提高M&S的可靠性和可信度。[方法]首先,针对无物理意义、通过试验直接标定的唯象参数,使用D-S证据理论(DSTE)融合不同学科专家(SME)的建议,得到唯象参数赋值区间和基本信度分配(BBA)函数。鉴于SME的个人工程经验和知识结构的局限性,采用多证据、多周期性融合方法,提高认知不确定度量化的客观性。其次,使用蒙特卡罗法研究非接触水下爆炸中高维输入偶然不确定度的传播。最后,当偶然不确定度和认知不确定度同时存在时,将唯象参数作为外层,不确定的物理量作为内层,使用双层循环法执行非接触水下爆炸的混合不确定度量化。[结果]结果表明,改进后的DSTE方法缩小了认知不确定度的取值范围,对SME初始意见改动较大,计算所得认知不确定度的BBA更精确、客观性更强。双层循环法可计算得到舰船非接触水下爆炸SRQ的可信置信区间和BBA,结果与常识吻合。[结论]研究结果可用于指导舰船防护设计和提高水下兵器爆炸毁伤能力。
关键词
混合不确定度量化 非接触水下爆炸 D-S证据理论 认知不确定度 双层循环
Keywords
mixed uncertainty quantification non-contact UNDEX D-S theory of evidence epistemic un-loop
分类号
U674.702
[交通运输工程—船舶及航道工程]
题名 非接触水下爆炸下舰船冲击环境的不确定度量化
被引量：4
2
作者
梁霄 陈江涛 王瑞利 胡星志
机构
山东科技大学数学学院 中国空气动力研究与发展中心 北京应用物理与计算数学研究所
出处
《中国舰船研究》
CSCD
北大核心
2020年第6期128-136,共9页
基金
国家数值风洞工程资助项目(NNW2019ZT7-A13) 山东省自然科学基金资助项目(ZR2017BA014) 科学挑战专题资助项目(TZ2018001)。
文摘
[目的]为挖掘和量化舰船非接触水下爆炸建模与模拟中的不确定性因素,开展高维随机变量对系统输出结果的影响研究。[方法]根据变量统计特征和工程经验,使用对数正态分布描述物理量的不确定度,使用Beta分布描述唯象参数的不确定度,并使用Rosenblatt变换将不同类型的相关随机变量组转化为服从独立同分布的正态分布变量组。此外,考虑到模型的复杂性且不确定性因素众多,使用基于二次自适应基函数的齐次Wiener混沌方法处理不确定度的传播,以提高计算效率。以甲板上弹簧系统试验装置为例,应用所提方法研究试验装置的冲击响应量的期望值、标准差、置信区间和概率密度函数。[结果]结果显示,舰船遭受水下爆炸冲击后,甲板一直处于振荡状,标准差的振荡相比期望值更大。[结论]研究结果可为非接触水下爆炸冲击影响以及评估舰船抗冲击性能提供依据。
关键词
自适应基函数 不确定度量化 非接触水下爆炸 酉变换 Rosenblatt变换 齐次Wiener混沌
Keywords
adaptive basis function uncertainty quantification non-contact underwater explosion unitary transformation Rosenblatt transformation homogeneous Wiener chaos
分类号
U674.702
[交通运输工程—船舶及航道工程]
题名 箱形梁在水下近距非接触爆炸作用下的整体毁伤研究
被引量：17
3
作者
李海涛 朱锡 赵小龙 黄晓明
机构
海军工程大学船舶与动力学院 海军装备研究院舰船论证研究所
出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2010年第3期158-161,184,共5页
基金
国家"973"计划研究项目(51335020101)
文摘
为了研究舰船在水下近场爆炸作用下的整体毁伤模式,根据相似原则设计了两种箱形梁模型,将TNT炸药置于模型中部正下方爆炸,通过改变爆距和药量来研究试验模型在不同爆炸工况下的整体运动特性,并利用高速摄影仪观察模型的动态响应过程.试验研究发现:在梁模型一阶湿频率与气泡脉动频率相近的条件下,气泡脉动会激起结构明显的整体弯曲运动;当爆距与最大气泡半径之比为1～1.5时,梁结构会发生中垂破坏,形成一个或两个塑性绞;当爆距与最大气泡半径之比为2～4时,梁结构会发生鞭状运动响应;水下爆炸气泡对水面结构的整体毁伤作用大于初始冲击波。
关键词
水下 非 接触 爆炸 气泡脉动 高速摄影 毁伤模式 试验研究
Keywords
underwater non-contact explosion bubble pulse high-speed photography damage mode experimental study
分类号
U661.6
[交通运输工程—船舶及航道工程]
题名 水下非接触爆炸作用下舱段模型的动态响应
被引量：10
4
作者
程素秋 樊宝顺 薛飞 王巍
机构
[
出处
《爆炸与冲击》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2008年第4期360-366,共7页
文摘
对舱段缩比模型遭受水下爆炸冲击载荷时的动态响应进行了测量与分析.模型是参照水面舰船的典型舱段而设计的.用于评估普通船用钢材料模型的冲击响应。试验工况为远场非接触爆炸,介绍了药包/模型的几何特性.以及用装在舱室内、甲板处和龙骨上的加速度计来测量舱段模型的冲击运动。
关键词
爆炸 力学动态响应 水下 非 接触 爆炸 舱段缩比模型
Keywords
mechanics of explosion dynamic response noncontact underwater explosion cabin scale model
分类号
O383.1
[理学—流体力学]
题名 水下非接触爆炸的负波对舰船设备破坏的影响
被引量：3
5
作者
邹斌 闫明 刘栋 金昊
机构
沈阳工业大学机械工程学院
出处
《噪声与振动控制》
CSCD
2016年第2期144-147,共4页
基金
中国博士后基金资助项目(2014M562622)
文摘
揭示水下非接触爆炸的负波对舰船设备冲击破坏影响,并分析冲击破坏规律,对舰船设备抗冲击设计及考核具有重要意义。设计不同固有频率的悬臂梁,分别计算在不同负波脉宽和负波延迟时间的冲击载荷作用下梁固定端应力响应,得到负波脉宽与应力、负波延迟时间与应力的关系曲线,同时绘制了相应的冲击响应谱。结果表明:增加负波脉宽可提高冲击载荷对低频设备破坏能力,对中频和高频设备破坏影响不大;负波延迟可加剧低频设备破坏,可降低中频设备破坏,对高频设备破坏无影响;增加负波脉宽和负波延迟时间均可加剧冲击载荷对低频设备的破坏。
关键词
振动与波 水下 非 接触 爆炸 负波 舰船设备 冲击响应 延迟时间
Keywords
vibration and wave underwater non-contact explosion negative wave devices shock response time delay
分类号
U66
[交通运输工程—船舶及航道工程]
题名 水下非接触爆炸中谱跌效应对设备破坏的影响分析
被引量：4
6
作者
于博洋 闫明 张磊 计晨
机构
沈阳工业大学机械工程学院 海军装备研究院
出处
《噪声与振动控制》
CSCD
2016年第5期6-10,共5页
基金
中国博士后基金资助项目(2014M562622) 航空科学基金资助项目(201404Q5001)
文摘
弹性安装的舰载设备在受到水下非接触爆炸冲击时产生的谱跌效应会显著降低设备的冲击响应。为研究谱跌效应对舰载设备的设计谱及其设计安装的影响,通过有限元计算对比分析弹簧振子模型的伪速度冲击响应和悬臂梁模型应力冲击响应,同时对比分析上层振子固有频率相同但质量与刚度不同的双层弹簧振子模型的下层振子伪速度冲击响应。发现:谱跌效应发生时,下层设备的伪速度响应和应力响应均有明显的降低,据此须改进舰载设备的三折线伪速度设计谱;增加上层设备的质量和刚度会显著降低下层设备的伪速度响应,并使谱跌效应的频宽范围增加,利用此特性可降低舰载设备中有着特殊固有频率或固有频率集中的零部件的应力响应。
关键词
振动与波 谱跌效应 舰载设备 水下 非 接触 爆炸 伪速度 冲击响应谱 设计谱
Keywords
vibration and wave spectrum dip effect warship equipment non- contact underwater explosion pseudo velocity shock response spectrum design spectrum
分类号
TB535.1
[理学—声学]
题名 水下非接触爆炸下船体爆炸弯矩简化计算方法
被引量：1
7
作者
吴广明 陈炜 吴敌 李正国
机构
中国舰船研究设计中心
出处
《中国舰船研究》
CSCD
北大核心
2017年第3期58-63,共6页
基金
中国舰船研究设计中心研发基金资助项目
文摘
[目的]水下非接触爆炸冲击能引起船体强烈的总纵弯曲运动,威胁船体总纵强度。采用详细的有限元建模进行水下非接触爆炸计算虽然可以获得船体爆炸弯矩,进而计算船体水下非接触爆炸作用下的船体总纵强度,但该方法工作量较大且较为复杂。为此,[方法]提出一种基于梁模型的船体水下非接触爆炸弯矩简化计算方法,运用ABAQUS有限元软件,建立船体详细有限元模型和船体梁简化模型,并分别进行水下非接触爆炸工况下危险剖面的爆炸弯矩计算。[结果]计算结果表明,建立的船体梁简化模型不仅建模简单,而且爆炸弯矩计算精度良好。[结论]所得结果可为水下非接触爆炸下船体爆炸弯矩的快速估算提供参考。
关键词
船体梁 水下 非 接触 爆炸 总纵强度 爆炸 弯矩
Keywords
hull girder non-contact underwater explosion longitudinal strength explosion bending moment
分类号
U661.43
[交通运输工程—船舶及航道工程]
题名 水下非接触爆炸舰员抗冲击防护地板设计与试验
被引量：3
8
作者
周欣 王汝夯 李冰 周健
机构
海军驻上海江南造船(集团)有限责任公司军事代表室 中国舰船研究设计中心
出处
《中国舰船研究》
CSCD
北大核心
2019年第3期38-43,57,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(50539140)
文摘
[目的]为有效保护水面舰船舰员免受水下非接触爆炸所引起的冲击损伤,[方法]在分析水面舰船人员冲击环境和安全限值的基础上,提出舰员抗冲击防护地板设计方法,设计一种具有非线性变刚度力学特性的新型抗冲击弹性地板。在模拟舰船典型中、重度冲击环境的冲击台试验中,对抗冲击弹性地板的防护效果进行验证和评估。[结果]结果表明,抗冲击弹性地板可以衰减88%以上的冲击载荷,能有效降低对舰员的冲击损伤程度。[结论]所做研究可为舰船冲击环境恶劣的部位提供有效的舰员抗冲击防护。
关键词
水下 非 接触 爆炸 安全冲击环境 抗冲击 抗冲击弹性地板
Keywords
underwater non-contact explosion safety shock environment anti-shock anti-shock elastic floor
分类号
U662.2
[交通运输工程—船舶及航道工程]
题名 水下非接触爆炸载荷下双层底结构单元抗冲击性能研究
被引量：6
9
作者
马欣 张延昌 王自力
机构
江苏科技大学船舶与海洋工程学院 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院
出处
《舰船科学技术》
北大核心
2008年第6期39-43,共5页
文摘
舰船结构水下非接触爆炸的动态响应研究是舰船生命力评估的基础。基于普通双底结构,设计了3种新式的X型、Y型双底单元和Ⅰ型双层底结构单元,分析了4种结构在200 kg TNT炸药不同爆距冲击波载荷作用下的损伤变形特征,运动响应以及结构的吸能特性。结果表明,X型、Y型单元吸收较少能量,尤其内底板吸收能量少,应变、冲击速度和加速度响应值也小,内底板更安全。Ⅰ型单元外底板的变形和应变小,其安全半径约为15 m,其余3种单元安全半径都约为20 m。4种结构临界半径都小于10 m。
关键词
舰船 水下 非 接触 爆炸 双层底结构单元
Keywords
naval ship non-contact underwater explosion double bottom cell
分类号
U661.4
[交通运输工程—船舶及航道工程]
题名 舰船双层底液舱水下爆炸作用下动态响应
被引量：7
10
作者
郭君 崔杰 肖巍 孙丰 李世铭
机构
哈尔滨工程大学船舶工程学院
出处
《噪声与振动控制》
CSCD
2012年第6期94-99,共6页
基金
国家安全重大基础研究项目子课题:(613157020102) 国家自然科学基金:(51109042) +2 种基金 黑龙江省自然科学基金:(E201124) 国防973子专题:(613157020201) 十二五海军装备预研项目:(4010402020104)
文摘
用AUTODYN有限元程序研究水下非接触及接触爆炸作用下舰船双层底液舱内底的载荷特性。分别分析非接触及接触爆炸作用下,舰船双层底液舱半载与满载时内底的冲击载荷种类,探讨爆距及装载状态的不同对内底爆炸载荷特性的影响。研究表明,液舱满载时,透射冲击波是威胁内板的主要载荷形式;药包非接触、液舱半载时,液舱内部飞溅载荷是威胁内板的主要载荷形式;药包接触、液舱半载时,高速水层抨击是威胁内板的主要载荷形式,据此,总结得出舰船在服役过程中双层底液舱应采取的装载状态。
关键词
冲击 水下 非 接触 及接触 爆炸 双层底液舱 内底载荷 动态响应
Keywords
shock underwater non-contact and contact explosion double bottom tanks inner plate loading dynamic response
分类号
O381
[理学—流体力学]
题名 水下爆炸双体船隔振性能数值仿真与试验研究水域
被引量：2
11
作者
李琛 宗智 王文冠
机构
[ 大连理工大学船舶工程学院工业装备结构分析国家重点实验室
出处
《兵器装备工程学报》
CAS
2016年第3期31-34,44,共5页
基金
国家重点基础研究发展计划(2013cb036101) 国家自然科学基金面上项目(510279030)
文摘
为了检验水下爆炸载荷作用下某双体船隔振系统设计的合理性,建立了双体船有限元模型,运用大型有限元分析软件ABAQUS,对安装隔振系统后双体船结构在爆炸载荷作用下的冲击响应进行了仿真,采用流固耦合方法考虑空化效应和材料应变率的影响,预估双体船隔振性能。仿真结果表明,双体船经隔振设计后,在水下爆炸载荷作用下,船体底部的塑性变形显著减小,船体的垂向加速度峰值衰减率超过95%。经海上爆炸试验验证,数值仿真结果与试验值吻合良好,双体船隔振系统设计合理。
关键词
双体船 水下 非 接触 爆炸 ABAQUS 隔振系统 隔振性能 数值仿真
Keywords
catamaran non-contact underwater explosion ABAQUS vibration system vibration performance numerical simulation
分类号
U661.4
[交通运输工程—船舶及航道工程]
题名 蜂窝式夹层板结构单元的防护性能分析
被引量：14
12
作者
张延昌 顾金兰 王自力
机构
江苏科技大学船舶与海洋工程学院 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院
出处
《舰船科学技术》
北大核心
2008年第6期108-113,共6页
文摘
基于某舰船的船底板架，设计出了四边形蜂窝夹层板结构单元，比较分析了船底板架、等效平板、夹层板在典型工况（炸药量500kg，爆距15m）水下爆炸冲击波载荷作用下的损伤变形、结构位移、吸能及运动响应，同时对比分析不同冲击因子下3种结构的防护性能。分析表明，夹层板在水下冲击波作用下的最大变形是船底板架的2／3～1／3处，一定程度上改善了冲击环境，具有优越的防护性能。
关键词
舰船结构 非接触水下爆炸 蜂窝式夹层板 抗爆性能
Keywords
ship structure non-contact underwater explosion square honeycomb core sandwich plane anti-shock capacity
分类号
U661.4
[交通运输工程—船舶及航道工程]
题名 永磁推进电机双层隔离系统冲击响应谱分析
被引量：4
13
作者
闫明 于博洋 张磊 计晨
机构
沈阳工业大学机械工程学院 海军装备研究院
出处
《机械设计与制造》
北大核心
2017年第2期239-242,共4页
基金
中国博士后基金(2014M562622) 航空科学基金(201404Q5001)
文摘
永磁推进电机作为潜艇推进系统的核心设备必须具有抗水下非接触爆炸冲击的能力。为比较分析不同安装方式对永磁推进电机抗冲击性能的影响。首先计算了永磁推进电机在刚性安装、单层隔离器弹性安装、双层隔离器弹性安装等工况下在时域中的加速度响应。然后按照Smallwood算法将电机的加速度响应转化为冲击响应谱。接下来比对分析以上几种安装工况下的冲击响应谱,发现:双层隔离系统的抗冲击效果好于单层隔离系统;低频布置在下层的双层隔离系统相对于高频布置在下层的双层隔离系统更有利于提高推进电机和筏架的抗冲击能力;应用双层隔离系统还需要考虑并限制电机和筏架局部最小固有频率。该研究对永磁推进电机以及其它舰船设备隔离系统的设计和选用具有一定的参考价值。
关键词
永磁推进电机 双层隔离 冲击破坏 水下 非 接触 爆炸 冲击响应谱 伪速度
Keywords
Permanent Magnet Propulsion Motor Double Isolation Impact Damage Non--Contact Underwater Explosion Shock Response Spectrum Pseudo Velocity
分类号
TH16
[机械工程—机械制造及自动化]
TB535.1
[理学—声学]
题名 水面舰艇舷侧抗冲击防护结构形式初探
被引量：6
14
作者
李青 吴广明
机构
中国舰船研究设计中心
出处
《中国舰船研究》
2008年第3期26-29,共4页
文摘
利用大型有限元软件ANSYS/LS-DYNA和ABAQUS对水面舰艇舷侧抗冲击防护结构形式进行了探讨。分别对传统单壳舷侧结构;双层舷侧结构;双层舷侧结构,舷侧边舱灌满水;双层舷侧结构,舷侧边舱注入一半水;Y型双层舷侧结构共5种结构的抗远场水下非接触爆炸性能进行了对比计算分析。比较分析了这5种舷侧结构舰体及内部结构的加速度、速度及应力响应数值。研究表明,在远场水下非接触爆炸条件下,双壳结构的抗冲击性能比起传统单壳舷侧结构有很大的改善,而Y型双层舷侧结构的抗冲击性能则明显优于这两种结构。
关键词
水下 非 接触 爆炸 双层舷侧结构 Y刭舷侧结构 抗冲击性能
Keywords
noncontact underwater explosion double hull shipboard structure Y type shipboardstructure anti-shock performance
分类号
U663.3
[交通运输工程—船舶及航道工程]
题名 十字交叉梁模型的塑性动力响应计算方法
被引量：1
15
作者
杨棣 姚熊亮 王军 李卓
机构
哈尔滨工程大学船舶工程学院
出处
《船舶力学》
EI
CSCD
北大核心
2014年第10期1237-1243,共7页
基金
国家自然科学基金项目(160010300035)
文摘
船体板架在水下爆炸载荷作用下的塑性动力响应计算是舰船抗爆性能研究中的一项重要工作,鉴于有限元法对其求解的计算效率无法保证,同时解析法对其求解有技术上的困难等研究现状,提出了一种将船体板架结构简化成刚塑性十字交叉梁,并通过动量定理和动量矩定理由运动方程推导出十字交叉梁结构中横向和纵向构件二者在关联处有力的相互作用时的变形挠度的计算方法。利用此方法计算所得的结果,与实船舱段的有限元模型结果,以及实船舱段的水下爆炸试验的数据进行对比后,吻合较好。结果表明,力学模型选取是合理的,用于水下非接触爆炸的舰船板架挠度变形计算方法不仅保证了计算效率,也保证了计算精度,具有工程实用性。
关键词
船体板架 塑性动力响应 十字交叉梁 刚塑性 水下 非 接触 爆炸
Keywords
hull grillage beam plastic dynamic response cross beam rigid-plastic non-contact underwater explosion
分类号
TU375.1
[建筑科学—结构工程]
题名 舰艇用三向管道支吊架抗冲击性能分析
被引量：2
16
作者
蒋永博 张明远 闫明 杜志鹏
机构
沈阳工业大学机械工程学院 海军装备研究院
出处
《噪声与振动控制》
CSCD
2017年第1期103-107,共5页
文摘
舰艇内部错综复杂的管道系统是舰艇抗冲击性能的薄弱环节。为提高船舰艇管道系统的抗冲击性能,提出一种三向管道支吊架,并设计一套管道系统,分别采用普通单向支吊架和三向支吊架支撑管道。以弹簧单元模拟支吊架,施加相同的冲击载荷计算比较两种支吊架抗冲击能力。发现:采用三向支吊架支撑的管道,其缓冲位移约是普通单向支吊架的4倍;管道加速度响应峰值与输入峰值相比衰减72%;管道任意时刻最大应力为146 MPa。而采用普通支吊架支撑的管道加速度响应峰值与最大应力均远大于三向支吊架支撑的管道。可见三向管道支吊架可以显著提高舰艇管道系统的抗冲击能力。
关键词
振动与波 水下 非 接触 爆炸 舰艇管道 抗冲击 支吊架
Keywords
vibration and wave non-contact underwater explosion naval ship’s pipe shock resistance pipe hanger
分类号
U661.4
[交通运输工程—船舶及航道工程]
