众所周知,冲击的存在形式是各种各样的,比如海浪拍击、船只碰撞、武器攻击这些冲击的波形极为复杂,但是利用数学的化归思想,化繁为简,使得混乱无序的冲击激励分解为一系列半正弦波,矩形波,三角波等简易波形,继而可以进行科学计算乃至求解响应[3]。一般情况下,人们依据外冲击的波形和激励时间来选择简化方式,再由其峰值大小确定响应,如此就能对任意复杂波进行求解。当然,根据转化的方式和计算理论选用的不同,会导致不同程度的误差,但一般工程中可以忽略其影响,此时不作考虑,防止工作量过大。得益于现代工程学的科学成果,对于实际工程,只要确定冲击波形,就可以找到傅里叶谱,因此可以简化计算,加快进度,节省时间。理所应当的,可以依据傅里叶谱绘制冲击波形,对于纯理论计算研究大有裨益。
1.2国内外研究现状及存在问题
1.3本文主要研究内容及研究步骤
本课题的研究内容主要根据舰载电子设备的使用及防护要求,具体以船舶惯性导航设备为例,设计一种冲击防护装置方案。
当船上设备受到冲击时,有两个参数反应了冲击响应:最大加速度和最大相对位移。过大的冲击可能会损坏设备的部件,以及设备的组装以及设备故障引起的管道系统,电缆等裂纹等外部部件的位移冲击。使用各种冲击防护装置的目的是减少设备在响应的影响下的影响。振动隔离系统也具有一定的冲击隔离性能,经常用作冲击系统。冲击防护系统的固有频率一般在30HZ以下,固有周期较长,冲击持续时间较短,因此在冲击结束后的自由振动期间发生设备的最大响应[5]。
首先进行冲击防护装置力学系统理论分析,针对冲击防护装置方案建立冲击状态的运动方程,分析冲击响应,确定弹性元件参数。随后进行冲击防护装置结构设计,之后根据理论分析结果,设计冲击防护装置结构。根据设计的冲击防护装置结构,进行设计校核。最后进行设计总结,对冲击防护装置的设计过程进行总结,编制设计说明书。
1.了解本次研究的精密冲击防护装置主要防护对象,船舶惯性导航设备是重要的舰载辅机设备,为船舶提供导航等重要数据。其核心部件是机光电集成的超精密仪器,其对冲击激励以及继发的振动均十分敏感。
2.根据已有资料研究隔振的方法,设计一个方案,建立船舶惯性导航设备有限元分析模型,使用ANSYS计算船舶惯性导航设备遭受强冲击时的影响,对隔振系统冲击防护性能进行分析,确定弹性元件参数。
3.设计合理的隔振结构,满足力学性能,使得精密冲击防护装置能够满足船舶惯性导航设备的技术指标,同时对设计防护装置在测试冲击下关键构件的刚强度进行分析校核。