船体与增压锅炉一体化抗冲击研究

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(哈尔滨工程大学 机电学院，哈尔滨150001)

无论是水面舰艇还是潜艇，其关键设备均应进行冲击试验。水下冲击试验固然可以获得准确可靠的结果，但它是一种极其昂贵的破坏性试验，人力投入大，且由于问题本身的强非线性特征和不确定性也使实验结果存在很大的局限性。而且设备冲击试验存在很多不足之处，如受冲击机和浮动冲击平台限制，一些很大而且很重的机械设备无法进行冲击试验[1-4]。为模拟水下爆炸，实际载荷的时域曲线按BV043/85取为一个正波和一个负波的组合[5-6]。由于整船和船上设备之间的冲击环境的多样性，冲击机不可能精确再现船上设备在某一特定地点的冲击环境，或是设备与船体结构之间的相互耦合作用。舰船设备所在位置因舰艇冲击所形成的局部冲击环境不容易取定，设备的破坏形式也不清楚。因此采用试验的方法进行水下爆炸的数值模拟[7]。

目前大多数设备的冲击载荷以冲击谱的形式给出，采用时域分析时需要将冲击谱转换为等效的时域加速度曲线，进而对各考核方向进行加载[8]。而在实际情况中，从炸药爆炸到冲击波、气泡脉动形成，然后传递到舰艇结构，进而传递到舰船设备，在时间上是连续发生的，并且互相耦合、互相作用[9]。为此，将设备安装于船体之内，进行船体设备一体化计算，以期准确描述设备的局部冲击环境，分析设备响应。

1 船体增压锅炉一体化有限元模型

按照真实情况，增压锅炉与船体基座之间采用刚性连接。……