设备典型接合面的刚度线性化处理方法研究
2011-02-27李兆俊程红梁潘建强杨云川
船舶力学 2011年4期
李兆俊,程红梁,潘建强,何 斌,杨云川,陈 辉
(1海军装备研究院舰船所,北京 100073;2中国船舶科学研究中心,江苏 无锡 214082)
1 引 言
我国对于装艇设备制定了抗冲击设计计算的规范GJB1060.1-91,该规范适用于水下非接触爆炸通过船体结构传递给基座、设备的冲击,规范规定设备和(或)基座动力学分析方法为动力设计分析方法(DDAM)。DDAM是基于结构振动模态叠加的设计分析方法,它将一台设备或系统简化为多个弹簧质量系统,然后计算出模态振型和模态质量,接着根据设计冲击谱或试验获得的冲击谱得出各阶模态的模态响应,最后通过对各阶模态解的合成得到设备的响应。DDAM方法是世界上各主要海军国家广泛使用的动力设计分析方法。
在用DDAM方法对舰艇设备进行动力学分析时,具有占用计算资源少,能够分析高阶破坏模式等优点,但它同时也显示出一定的局限性:该方法是基于线性模态理论的,而舰艇设备中存在大量的接合面,当设备受到冲击载荷时,构件间的接触边界就产生非线性行为,例如摩擦等。因此,直接应用该方法对这些舰艇设备进行动力学分析是不合适的,必须采用一定的处理方法对设备接合面间的力学特性进行线性化处理。本文选取一舰艇设备进行有限元模拟,利用刚度等效与动力等效的方法对设备典型接合面间的刚度进行线性化处理,然后以试验获得的设备基础冲击环境数据作为输入载荷,采用DDAM方法对设备进行动响应计算,并与试验结果进行对比,验证刚度线性化处理方法。……
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