基于动态设计分析方法的舰载鱼雷发射装置抗冲击特性研究

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ｍａｘｉｍｕｍｓｈｏｃｋｒｅｓｐｏｎｓｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｎｄｔｈｅｍａｘｉｍｕｍＶｏｎ－Ｍｉｓｅｓｓｔｒｅｓｓａｐｐｅａｒｉｎｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎ，ｂｕｔｔｈｅｍａｘｔｒａｎｓｖｅｒｓｅＶｏｎ－Ｍｉｓｅｓｓｔｒｅｓｓｉｓｌｅｓｓｔｈａｎｔｈｅｙｉｅｌｄｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｍａｔｅｒｉａ１．Ｔｈｅｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ，ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌａｎｄｖｅｔｉｒｃａｌａｎｔｉ — ｓｈｏｃｋｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅｓｈｉｐａｎｔｉ — ｓｈｏｃｋａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ．
中图分类号：ＴＪ６３５文献标识码：Ａ文章编号：１６７３１９４８（２０１５）０２．叭３９－０６
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＡｎｔｉ — ＳｈｏｃｋＣａｐａｂｉｌｉｔｙｏｆＳｈｉｐｂｏｒｎｅＴｏｒｐｅｄｏＬａｕｎｃｈｅｒＢａｓｅｄｏｎＤｙｎａｍｉｃＤｅｓｉｇｎＡｎａｌｙｓｉｓＭｅｔｈｏｄ
水面舰艇受到来自水下常规武器的攻击主要有水
艇设备和系统的抗冲击能力是决定舰艇战时生命力强弱的重要因素之一［，舰艇设备抗冲击能力
收稿日期：２０１４ — ０７．２８；修回日期：２０１４ — ０９ — ２０．作者简介：何佳磊（１９９０一），男，在读硕士，主要研究方向为鱼雷发射技术
ｎｏｌｏｇｙ，ｗｅｅｓｔａｂｌｉｓｈａｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｌａｕｎｃｈｅｒｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｉｔｓａｎｔｉ — ｓｈｏｃｋｃａｐａｂｉｌｉｔｙ．Ｉｎｔｅｒｍｓｏｆ
设备抗冲击能力的手段之一，该方法建立在大量的水下爆炸试验数据基础之Ｅ，应用经验公式确定设计谱值大小，是一种方便、实用的工程技术。文中采用鱼雷发射装置模态试验与有限元综合建模技术，在ＡｎｓｙｓＷｏｒｋｂｅｎｃｈ中精确建立发射装置抗冲击有限元分析模型；使用ＤＤＡＭ方法，并结合国军标ＧＪＢ１０６０考核了发射装置横向、纵向以及垂向的抗冲击性能。
舰艇抗非接触爆炸的能力。
通过模态叠加原理，町以推导出模态质量的
概念及物理意义［引。
Ⅳ
＝
∑ ：＝
，：１
（１）
为保证三联装鱼雷发射装置在舰艇遭受非致命攻击时，能可靠地发射鱼雷进行反击，鱼雷发射装置自身要具有一定的抗冲击性能。按照我国
ｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｄｅｓｉｇｎａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄ（ＤＤＡＭ），ｗｉｔｈｗｈｉｃｈＡｍｅｒｉｃａｎｎａｖｙａｓｓｅｓｓｔｈｅａｎｔｉ－ｓｈｏｃｋｃａｐａｂｉｌｉｔｙｏｆｍａｒｉｎｅ
第２３卷第２期
２０１５年４月
鱼
雷
技术
Ｖｂ１．２３ＮＯ．２
ＴＯＲＰＥＤＯＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ａｐｒ．２０１５
基于动态设计分析方法的舰载鱼雷发射装置抗冲击特性研究
何佳磊，周川，周宁波，段浩
能考核方法有静态等效法（静Ｇ法）、动态设计分
析法（ｄｙｎａｍｉｃｄｅｓｉｇｎａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄ，ＤＤＡＭ）和时域模拟法【。ＤＤＡＭ是美国海军用于考核舰艇
（ｔ）＝
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅａｎｔｉ — ｓｈｏｃｋｃａｐａｂｉｌｉｔｙｏｆｍａｒｉｎｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔａｎｄｓｙｓｔｅｍｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｆａｃｔｏｒｉｎｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇｔｈｅｖｉｔａｌｉｔｙｏｆ
式中：
为振型参卜ｊ系数，表示第阶振型对系
统反应参与的程度；：为基底剪力有效振型质量，
简称为有效质量，是与基底剪力相关的物理概
和美国海军标准，舰艇联装鱼雷发射装置属于
Ａ级设备，该类设备在受冲击前后性能应无显著变化，且不会对人员和其他Ａ级设备造成破坏。
鱼雷技术
ＷＷＷ．ｙｌｊｓｚｚ．ｃｎ
１３９
２０１５年４月
鱼
雷
技
术
第２３卷
已成为舰艇整体抗冲击能力的重要指标。因此各海军强国均制定了舰艇设备抗冲击标准，规范舰艇设备的设计、制造和验收等全过程，以提高
念。基底剪力有效振型质量的定义与ＤＤＡＭ中模态质量的定义相同，因此模态质量的概念是表征基底剪力的物理概念。第阶振引起的反应
为达到以上目标，必须对其抗冲击特性进行考核
和评估。目前，国内外常用的舰艇设备抗冲击性
ａｎｔｉ－ｓｈｏｃｋｃａｐａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｔｒｉｐｌｅｔｏｒｐｅｄｏｌａｕｎｃｈｅｒ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｔｈａｔｏｎｔｈｅｔｕｒｎｔａｂｌｅｔｉｌｅｐｌａｔｅｔｈｅ
０引言
随着现代海战的日益激烈，舰艇在作战中不
雷、鱼雷及深水炸弹等。有时，尽管舰艇壳体的
水密性没有受损，但是由于舰载设备在强冲击下
丧失功能，也会导致舰艇失去战斗力 ” 。因此，舰
可避免地会遭到来自空中、水面和水下的打击。
置横向冲击位移响应及ＶｏｎＭｉｓｅｓ应力均为最大，但其最大ＶｏｎＭｉｓｅｓ应力均没有超过材料的屈服强度。在材料
的许用应力范围内，横向、纵向、垂向抗冲击性能均满足舰船甲板设备抗冲击考核要求。关键词：鱼雷发射装置；动态设计分析方法；模态试验；抗冲击 ’
军用以考核舰船设备抗冲击性能的动态设计分析方法（ＤＤＡＭ），结合国军标ＧＪＢ１０６０设计发射装置冲击输入谱，
对其进行抗冲击特性仿真计算，以考核发射装置的抗冲击性能。仿真结果表明，在发射装置转台瓦板处，发射装
（ｔ）
（２）
ຫໍສະໝຸດ Baidu
在ＤＤＡＭ计算中，利用式（２）计算各阶振型峰值，再选取振型组合方法ｆｓｑｕａｒｅｒｏｏｔｏｆｔｈｅ
ｓｕｍｏｆｔｈｅｓｑｕａｒｅｓ，ＳＲＳＳ）、完伞二次项组合（ｃｏｎ．ｒｐｌｅｔｅｑｕａｄｒａｔｉｃｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ，ＣＱＣ）和ＮＲＬ等振型
ＨＥＪｉａ — ｌｅｉ，ＺＨＯＵＣｈｕａｎ，ＺＨＯＵＮｉｎｇ— ｂｏ，ＤｕａｎＨａｏ
（ＫｕｎｍｉｎｇＢｒａｎｃｈｏｆｔｈｅ７０５ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＣｈｉｎａＳｈｉｐｂｕｉｌｄｉｎｇＩｎｄｕｓｔｒｙＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｋｕｎｍｉｎｇ６５０１１８，Ｃｈｉｎａ）
ａｓｈｉｐｉｎｗａｒｔｉｍｅ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｍｏｄａｌｔｅｓｔｆｏｒｓｈｉｐｂｏｒｎｅｔｏｒｐｅｄｏｔｒｉｐｌｅｌａｕｎｃｈｅｒａｎｄｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｉｎｇｔｅｃｈ－
ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｗｅｄｅｓｉｇｎｌａｕｎｃｈｅｒｓｈｏｃｋｉｎｐｕｔｓｐｅｃｔｒｕｍａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅＧＪＢ１０６０Ｓｔａｎｄａｒｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅａｎｄａｓｓｅｓｓｔｈｅ
（中国船舶重工集团第７０５研究所昆明分部，云南昆明，６５０１１８）
摘要：舰船设备和系统的抗冲击能力是决定舰船战时生命力强弱的重要因素。该文采用舰艇三联装鱼雷发射装
置模态试验与有限元综合建模技术，在ＡｎｓｙｓＷｏｒｋｂｅｎｃｈ中建立了发射装置抗冲击有限元分析模型，借鉴美国海
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｏｐｅｒｄｏｌａｕｎｃｈｅｒ；ｄｙｎａｍｉｃｄｅｓｉｇｎａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄ（ＤＤＡＭ）；ｍｏｄａｌｔｅｓｔ；ａｎｔｉ－ｓｈｏｃｋｃａｐａｂｉｌｉｔｙ