随机激励下随机参数超空泡结构的动力可靠度

Ｔ＝￣ ｔ ＝ ／ Ｉ Ｋ． ｒ Ｌ√ ｚ ｏ ／ ｏ ／
进 一步得 到
Ｋ ｏ＝ （ｒ／ ） ． ￣Ｔ Ｌ
ｓ 、 ）
（） ６
同样可 以求得 尾部 浸人 流体 的最大 深度 为
＝
机性． 但在 实 际 中，由于材 料 特性 的 随机 性 和制 造 、 安装 过程 中 的多种 随机 因素 的影 响等 ， 会造 成 结 都
收 稿 日期 ：０ ｌ１ －５ ２ １ －２０ ．
网络 出版 时 间 ：０ ２８２ １ ０ ：７ ２ １ －－８１：０ ５
作者简 介： 明（９ ６）， ， 士研究生 ； 刘 １８ 一 男 博 安伟光 （９ ３） １４ － ，男 ， 教授 ， 博士生导师． 通信作 者： 安伟光 ， － ｉ： ｎ ｅｇａｇ ｒｅ ．ｄ ．ｎ Ｅｍａ ａｗ ｉ ｎ ＠ｈｂｕ ｅｕ ｃ ． ｌ ｕ
ｔ ｒ ｓｆ ｒｄ ｎ ｍ ｉ ｅｉ ｂｌｔ ｆｔ ｅ ｓ ｐ ｒ ａ ｉａｉ ｇ ｖ ｈ ｃｅ ｗｅ ｅ ｃ ｃ ｌｔ ｄ Ｔｈｅ ｅ ｐ ｅ ｓｏ ｓ ｏ ｈ ａ ａｕ ｎｄ ｕ ｅ ｏ ｙ ａ ｃ ｒｌａ ｉ ｙ ｏ ｈ ｕ ｅ ｃ ｖ ｔｔｎ ｅ ｉｌ ｒ ａ ｕ ａｅ ． ｉ ｌ ｘ ｒ ｓ ｉｎ ｆｔ ｅ ｍｅ ｎ ｖ ｅ ａ ｌ ｔ ｅ ｖ ｒａ ｃ ｆ ｄ ｎ ｍｉ ｅｉ ｉ ｔ ｆ ｔｅ ｓ ｐ ｒ ａ ｉ ｔ ｅ ｃ ｅ ｗｉ ｔｃ ａ ｔｃ ｐ ｒ ｍｅ ｅ ｒ ｅ ｕ ｅ ｒｍ ｈ ｈ ａ ｎ ｅ ｏ ｙ ａ ｃ ｒｌａ ｌ ｙ ｏ ｈ ｕ ｅ ｃ ｖｔ ｉ ｖ ｈｉｌ ｔ ｓｏ ｈ ｓｉ ａ ａ ｔｒ ｗｅ ｅ ｄ ｃ ｄ ｆｏ ｔ ｅ ｉ ｂ ｉ ａ ｎｇ ｈ ｓ
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超 空泡技 术 由于其 潜在 的军事 价值 已成为 世界 各 国学 者研 究 的热点． 当前 ， 内外 对超 空泡 流体特 国
性 研究 的 比较多 ， 而对 高 速 超空 泡 水 下 航行 体 结 构 的 动 力 可 靠 性 ¨ 研 究 的 较 少 ， 于 速 度 大 于 对 ３０ｍ／的超空泡 水下 航行 体 Ｊ由于其 航 速高 ， ０ ｓ ， 因 而任何微 小 的扰动 ， 将 导 致航 行 体 尾 部 与 空 泡 内 都 壁 不 断发生 激烈 的碰 撞 ， 而 易使 航 行 体 结 构 发 生 从 高频率 的振 动而发 生破 坏． 目前 ， 超空 泡航 行体 结 对
结构动力可靠性所需 的全 部数 字特征． 由首次超 越破 坏准则 的动力可靠度公式 ， 求出随机参数超空泡结构动力可 靠度的 均值和方差的计算公式 ， 解决 了具有随机参 数超空泡结构 的动力可靠性 问题． 通过算 例与 Ｍｏｔ Ｃ ｒ ｎ ａｌ 法结果 的比较 ， ｅ ｏ方
验 证 文 中方 法 的 可 行 性 和 有效 性 ．
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行 了研 究．
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第 ３ 卷 第 ９期 ３
２１ ０ ２年 ９月
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Ｖ０ ． ３ № ． １３ ９
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随机 激 励 下 随机参 数 超 空泡 结构 的动 力 可 靠度
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长期 以来人 们对 超空 泡结 构 的振 动特 性进 行 了 大量 的理论 分 析和试 验研 究 ， 得 了一些 重 要 的研 取 究成 果． 而 ， 些 研 究 几 乎未 考虑 结 构 参 数 的随 然 这
其范围是 ０ ； ：√ ， ． ～Ｔｔ ／２ ｏ
根 据前 述假定 ， ０ Ｔ 有 （ ）＝０， 于是可 以得 到
刘明 ， 安伟光 ，宋向华
（ 尔滨工程 大学 航 天与建筑工程 学院， 哈 黑龙江 哈 尔滨 １０ ０ ） ５０ １ 摘 要： 针对具有 随机参数 的超空泡结构在随机激励 下的动力 可靠性 问题 ， 使用八节 点超参数壳单元对超空泡航 行体建
模， 将超空泡尾部受到 的冲击载荷及滑行力简化 成 ２个存在某一相位差 的平稳随机过程 ， 利用虚拟激励法将双 随机问题 精确地转化为单随机问题 ． 应用 Ｎ ｗ ａｋ法结合虚拟激励摄 动法计算 出随机结构 的应力响应 ， 而求 出随机参数超空泡 ｅｍ ｒ 进
第 ９期
刘明， ： 等 随机激励下 随机参数超空泡结构 的动力可靠度
构进行 分析 时 大多将 其 简 化 为 圆 柱壳 结 构 ， 文 所 本 使 用 的八节 点超 参数 壳单元 还考 虑 了横 向剪 应力 影
响 ， 比一 般基 于薄壳 理论 的单元 准确 ． 故 因此 这种 单
求解 式 （ ） 得 ３可
０ｔ （ ）＝ ０ ＋Ｏ／ｏｉ （ ） 。 ｏｔ ｎ ｆ． ｓ （） ４
式 中 ： 为初 始 角 速 度 ； 是 冲击 载 荷 的作 用 时 间 ， ｔ
元不但可以分析厚壳 ， 而且还可以分析薄壳 ， 大量 的 研究 和计算 实 例表 明 ， 这种 单元 具有计 算精 度高 、 适 用 范 围广 等优 点．
构动 力特性 的随机性 ．
／ ＝０ ／／ ０￣ ．
（） ７
可 以求 出 冲击 载荷 为
（） ：Ｋ（ ＝ ｔ ）
本文采 用八 节点 超参数 壳单 元对 超空 泡航行 体 建模． 在考 虑结 构 的弹性模 量 、 度等 具有 随机性 的 密 情 况 下 ， 于结 构 动力 可靠 性 的方法 ，对 随机 参 数 基 超空 泡结构 在平 稳 随机过程 激励 下 的动力 可靠度 进
Leabharlann Baidu
关键词 ： 随机参数 ； 超空泡航行体 ； 平稳随机激励 ； 动力可靠度 ； 虚拟激励法
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网络 出版 地 址 ：ｔ ：／ ｗ ｅｋ． ｅ ｋｍ ／ ｅ ｉ ２ ．３０ Ｕ ２ １０ ２ ． １０ ００ ｈ ｌ ｈｔ ／ ｗ ｗ．ｎｉｎｔ ｃ ｓｄｔ ｌ ３ １９ ． ．０ ２ ８８ １０ ． １： ｔ ｐ ／ ａ／ ｍ 中 图分 类 号 ： ３４ 文 献 标 识 码 ： 文章 编 号 ： ０ —０ ３ ２ １ ）９１ １－６ ０２ Ａ １ ６７ （０ ２ ０ －１６０ ０ ４