摘要：结构物在入水过程中会受到较大的冲击载荷,严重影响结构、结构内部器件和人员的安全,因此入水问题的研究在船舶和航空航天等领域具有重要意义。本文以楔形体和弧形体为研究对象,自行设计试验系统进行了垂直入水的冲击试验,采用高速摄像机拍摄了结构入水冲击的动态过程,测量了结构在入水过程中冲击加速度和压力响应。采用ALE方法对试验工况进行了数值仿真,并对试验结果和仿真结果进行了对比分析。研究了不同形状、刚度、速度和质量等情况下,结构入水冲击加速度和不同位置处压力响应的变化趋势和影响程度。研究结果可以为入水结构的外形设计和承载能力设计提供技术支撑。

摘要：空布水雷利用击水冲击执行某些装置的可靠动作,空布全过程的加速度变化规律对系统设计是重要的参考依据。空布水雷在投放、开伞、下降、击水冲击等过程中会产生缓变和冲击加速度信号,恒定频率采集时将导致存储空间溢出,受体积和功耗限制,传统的数据压缩方法在微型存储测试系统上无法实现。论文针对上述问题提出了一种可以在CPLD上实现的变间隔抽点存储算法,它通过分析高速采样后的数据变化来动态调整数据存储时间间隔,在低存储容量下实现了缓变和冲击信号的完整采集。利用此算法设计的空布水雷加速度测试仪,经模拟、空投等试验,可靠、准确获取了水雷在空布过程的加速度变化规律,该算法也可以应用于其它动态参数测试系统中。

摘要：缓冲器可以减少和控制雷弹入水冲击载荷,提升空投雷弹的耐撞性和安全性。文中引进聚氨酯泡沫塑料在冲击加载条件下的本构关系式,代替传统的EPRC三段式经验模式,同时,为了满足整个时域的连续性和可计算性,对本构关系式进行相应的修正,然后参与雷弹入水冲击运动方程的数值计算。算例分析了垂直姿态入水情况下缓冲器的动态缓冲性能,同时分别对不同泡沫塑料的密度和入水速度下的缓冲效果进行分析,最后给出具有不同外型参数雷弹的入水冲击载荷规律。分析结果表明:与传统的经验方法相比,文中方法更符合实际情况,简便且通用性强,可以用于雷弹入水冲击的耐撞性结构设计和分析。

摘要：传统的水上飞机水载荷试验基本采用刚性缩比模型,不能计及弹性变形及缩尺比对载荷的影响。利用大型水陆两栖飞机舱段开展着水载荷试验研究,针对大型试验件开展了试验方案设计,开展不同重量状态和入水速度着水试验,分析加速度峰值的变化规律、压力的时历特性和分布特性,对比不同浸湿半宽下加速度的理论与试验值。结果表明,局部压力曲线出现了二次峰值现象;加速度峰值随着重量和入水速度的增大非线性增大;随着重量的增大,加速度峰值对应的浸湿半宽增大,速度对此影响较小;Von-Karman理论较Wagner理论更接近试验结果;着水速度越小,重力对结构入水过程影响越大。

摘要：针对带环形密闭气囊弹体入水冲击问题,基于LS-DYNA,运用控制体积法模拟环形密闭气囊,结合流固耦合算法,模拟了某弹体及附带环形密闭气囊入水过程。将入水过程分为弹体砰水、气囊着水、入水减速、水中悬停、缓慢上浮、上浮出水、水面漂浮7个主要阶段,对比分析了垂直与倾斜入水过程中不同阶段弹体和气囊的姿态变化、减速特性及入水深度等特征的异同。从气囊内压变化、流体对气囊的作用合力、气囊内压与入水速度的关系等方面研究了流体与气囊的相互作用,发现入水过程中气囊内压的变化主要受入水深度、运动速度、连接绳拉力等因素影响。通过计算不同初始内压条件下弹体的入水深度、减速时间及连接绳的拉力峰值,发现囊压越高,入水深度越小,减速时间越短,但是相应连接绳对弹体外壳的拉力峰值越大。因此,在进行入水回收气囊参数设计时,需要综合考虑缓冲效果、减速效果及气囊安全性等因素。

摘要：重型设备及其浮囊入水冲击问题是一个非线性的多态耦合问题,运用非线性有限元方法对该问题进行了仿真计算,同时通过相应试验验证了该仿真模型的准确性。验证后的模型可用于重型设备及其浮囊入水冲击最不利工况的计算,从而可计算出浮囊系统强度检测试验力的大小。通过该仿真计算可以节约昂贵的试验成本,并且为今后浮囊系统的优化设计提供了前提基础。

摘要：结构物在入水过程中表面不同部位会受到不同程度的冲击,严重影响结构和结构内部人员的安全,因此入水问题的研究在航空航天和军事领域具有实际意义。以楔形体和弧形体为研究对象,进行了自由下落多工况的入水冲击试验,对PVDF压电传感器进行了静动态参数标定,采用该压电传感器采集了结构物入水表面的压力分布值。然后运用LS-DYNA软件对试验工况结构物入水工况进行了数值仿真,对压力的测量结果做了进一步验证,并分析了不同因素对结构表面压力的影响。最后依据相似准则,通过试验模型的数据得到实际飞机结构的入水冲击响应,对入水结构的设计具有一定的参考价值。

摘要：为改进钢制海洋浮标不耐腐蚀、投放不方便、成本高的缺陷,提出了方便人工布放的抛弃式复合材料浮标设计,详细介绍了复合材料浮标壳体的材料选型,对所选材料在不同地区进行自然老化试验,通过拉伸性能、剪切强度和压缩强度等性能的测试考察了材料的环境适应性。通过重叠网格和冲击动力学技术模拟了浮标入水冲击问题,同时结合相应试验数据,研究了复合材料浮标的结构强度以及入水姿态变化规律,验证了复合材料建造抛弃式浮标的可靠性和可行性。

摘要：水陆两栖飞机的舱段结构在入水过程中需要承受入水冲击力的作用,对水陆两栖飞机的结构性能有着重要影响。本文建立了水陆两栖飞机的初始舱段结构模型,基于该结构通过数值仿真方法获取了结构入水过程中的压强分布。建立了舱段结构的有限元模型并开展了参数分析,探究了不同设计参数对舱段结构的影响。在此基础上,考虑舱段入水过程中的结构变形与应力分布,搭建了舱段结构优化设计框架;以舱段结构的应力和应变作为约束、减少质量为目标开展优化设计;根据优化后得到的舱段结构,进一步验证了单向耦合分析方法的准确性。优化结果表明,舱段结构的底面加强筋分布以及底面蒙皮厚度对入水过程中结构产生的最大米塞斯应力有着重要影响。通过对舱段结构的设计参数开展优化设计,可以在满足强度与刚度的前提下,显著降低舱段结构的质量。

摘要：在空投滑翔器入水结构强度设计问题的研究中,空投滑翔器高速击水时会遭受巨大的冲击载荷,面临着冲击后结构损坏、器件失灵、忽扑和弹道失控等问题,涉及到结构入水冲击动力学问题。结合入水冲击动力学入水结构强度的设计,为了提高结构强特性,要求对空投滑翔器入水冲击力进行计算。提出根据镜像原理的冲击力数学描述,采用冲击力的数值计算方法,对某一空投滑翔器的100m/s～280m/s入水速度、25°～45°入水角的入水冲击阻力、侧向力和偏转力矩进行仿真。计算结果表明,结构满足入水强度要求,对指导工程设计参考价值。