浮动冲击平台横向冲击谱受外形结构的影响

王志凯 王逸南 孙贝生 姚熊亮 杨娜娜

王志凯, 王逸南, 孙贝生, 姚熊亮, 杨娜娜. 浮动冲击平台横向冲击谱受外形结构的影响[J]. 爆炸与冲击, 2019, 39(10): 103901. doi: 10.11883/bzycj-2018-0214
引用本文: 王志凯, 王逸南, 孙贝生, 姚熊亮, 杨娜娜. 浮动冲击平台横向冲击谱受外形结构的影响[J]. 爆炸与冲击, 2019, 39(10): 103901. doi: 10.11883/bzycj-2018-0214
WANG Zhikai, WANG Yinan, SUN Beisheng, YAO Xiongliang, YANG Nana. Influence of shape structure for floating shock platform on transverse shock spectrum[J]. Explosion And Shock Waves, 2019, 39(10): 103901. doi: 10.11883/bzycj-2018-0214
Citation: WANG Zhikai, WANG Yinan, SUN Beisheng, YAO Xiongliang, YANG Nana. Influence of shape structure for floating shock platform on transverse shock spectrum[J]. Explosion And Shock Waves, 2019, 39(10): 103901. doi: 10.11883/bzycj-2018-0214

浮动冲击平台横向冲击谱受外形结构的影响

doi: 10.11883/bzycj-2018-0214
基金项目: 国家自然科学基金(11602069,51779056);中国博士后科学基金(2017M611359);黑龙江省自然科学基金(E2017026)
详细信息
    作者简介:

    王志凯(1989- ),男,讲师,wangzhikai@hrbeu.edu.cn

    通讯作者:

    姚熊亮(1963- ),男,博导,教授,yaoxiongliang@hrbeu.edu.cn

  • 中图分类号: O383

Influence of shape structure for floating shock platform on transverse shock spectrum

  • 摘要: 基于ABAQUS软件中的声固耦合法,采用设备、平台一体化分析方法,展开对中型浮动冲击平台的研究,探讨平台外形结构形式对平台冲击环境的影响,并提出了提高平台横向冲击谱谱值的设计方案。首先对外形结构进行初步设计,分析其对平台冲击谱的影响,并找到决定影响程度的关键因素。然后针对结构进行优化,使其更大幅度的提高平台冲击谱谱值。计算表明:在平台外部下方加装挡板结构不会明显影响平台垂向冲击谱,但可以提高平台横向冲击谱;舷侧底端向下延伸加装竖直挡板由于受到冲击波绕射和阻力的影响,增加横向谱值的效果不是很明显;平台底部流线型挡板可以有效增加平台对爆炸载荷的接收效果,同时可以尽量减小阻力影响,从而明显提高平台横向冲击谱谱值。
  • 图  1  水下爆炸示意图

    Figure  1.  Underwater explosion sketch

    图  2  浮动冲击平台三视图[10]

    Figure  2.  Three views of floating impact platform[10]

    图  3  平台模型图

    Figure  3.  Platform model diagram

    图  4  平台流场装配图

    Figure  4.  Assembly drawing of platform flow field

    图  5  内底测点

    Figure  5.  Inner bottom point

    图  6  250 Hz滤波前后平台内底时历加速度响应

    Figure  6.  The acceleration response of the front and rear platform of the 250 Hz filter is obtained

    图  7  舷侧竖直挡板

    Figure  7.  Side vertical baffle

    图  8  加舷侧挡板后塑性应变

    Figure  8.  Plastic strain after adding side baffle

    图  9  舷侧竖直挡板与无挡板的各测点水平冲击谱对比

    Figure  9.  Horizontal shock spectrum with and without vertical baffle plates

    图  10  竖直挡板冲击波绕射现象

    Figure  10.  Vertical baffle wave diffraction phenomenon

    图  11  平台本体冲击波绕射现象

    Figure  11.  Platform body wave diffraction phenomenon.

    图  12  挡板1截面线型

    Figure  12.  Baffle 1 section type

    图  13  挡板2截面线型

    Figure  13.  Baffle 2 section type

    图  14  挡板1模型图

    Figure  14.  Baffle 1 model diagram

    图  15  挡板2模型图

    Figure  15.  Baffle 2 model diagram

    图  16  底部流线挡板冲击波绕射现象

    Figure  16.  The bottom streamline baffle wave diffraction phenomenon

    图  17  挡板1塑性变形

    Figure  17.  Plastic deformation of baffle 1

    图  18  挡板2塑性变形

    Figure  18.  Plastic deformation of baffle 2

    图  19  流线挡板结构与无挡板结构各测点冲击谱对比

    Figure  19.  Comparison of the impact spectrum between the flow baffle structure and the non-baffle structure

    表  1  中型浮动冲击平台外形尺寸

    Table  1.   Size of medium floating impact platform

    长度/m宽度/m本体高度/m顶盖高度/m内底高度/m质量/t吃水深度/m
    12.26.14.223.051.092.271.33
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    表  2  有无挡板4测点谱值平均值对比

    Table  2.   comparison of the mean value of the four measuring points

    结构垂向谱速度/(m∙s−1)垂向谱位移/cm横向谱速度/(m∙s−1)横向谱位移/cm
    无挡板2.69811.810.8463.08
    挡板12.61611.941.0783.22
    挡板22.77312.261.2383.65
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-06-19
  • 修回日期:  2019-04-15
  • 网络出版日期:  2019-09-25
  • 刊出日期:  2019-10-01

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