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反共振隔振器结构综合

哈尔滨工程大学学报 2024年

作者：张赣波赵耀华中科技大学船舶与海洋工程学院

反共振隔振器结构从根本上决定了其反共振隔振特性，采用逆向综合方法研究了反共振隔振器结构及其构型规律。根据新机电严格相似性，建立了“惯容―弹簧”机械网络综合理论，在阻抗综合和导纳综合两种方法基础上发展了混合综合方法。推... 详细信息

反共振隔振器结构从根本上决定了其反共振隔振特性，采用逆向综合方法研究了反共振隔振器结构及其构型规律。根据新机电严格相似性，建立了“惯容―弹簧”机械网络综合理论，在阻抗综合和导纳综合两种方法基础上发展了混合综合方法。推导了反共振隔振器传递函数的一般表达式，阐明了传递曲线在隔振区还存在以负斜率衰减的第二种特征形态。以反共振特性为技术条件，根据所述综合方法得到了完备的“惯容―弹簧”反共振隔振器结构，由单惯容、单弹簧和周期性串、并联的“惯容―弹簧”二元件等4种结构单元组成，分析了构型规律，实现了从单频点结构到多频点结构的推演性，并讨论了阻尼影响。最后列举了悬臂端带质块的双简支―悬臂梁作为“惯容―弹簧”二元件串联结构的一种实现形式，验证了所综合的反共振隔振器结构的正确性。

关键词：反共振隔振器结构综合惯容―弹簧―阻尼机械网络机电相似

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复合材料夹芯结构准静态稳定性性能现状概述

复合材料学报 2024年

作者：邓晓星朱子旭陈长海胡年明海军工程大学舰船工程系华中科技大学船舶与海洋工程学院

复合材料夹芯结构由于其优异的比强度，比刚度及较小的表观密度的优点而广泛应用于航空航天、船舶等各个领域。本文从理论研究、仿真分析、实验研究这三个方面出发，综述了蜂窝、泡沫、点阵、褶皱四种夹芯结构在准静态稳定性研究方面的... 详细信息

复合材料夹芯结构由于其优异的比强度，比刚度及较小的表观密度的优点而广泛应用于航空航天、船舶等各个领域。本文从理论研究、仿真分析、实验研究这三个方面出发，综述了蜂窝、泡沫、点阵、褶皱四种夹芯结构在准静态稳定性研究方面的现状。蜂窝夹芯结构的研究较为成熟，进一步的研究应集中于应用领域；泡沫夹芯结构在面芯问题方面有待增强，可考虑纤维缝合技术；褶皱夹芯结构理论方面有待进一步研究，潜力巨大；点阵夹芯结构较其它结构抗屈曲能力更强，但是依然存在面芯粘接问题。复合材料夹芯结构在准静态稳定性方面的问题主要集中在面芯粘接方面，纤维缝合技术可以有效增强面芯性能，该方面的研究对增强复合材料夹芯结构稳定性有较强的潜力。

关键词：复合材料夹芯结构稳定性蜂窝夹芯结构泡沫夹芯结构点阵夹芯结构褶皱夹芯结构

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基于深度学习的有义波高预报

中国造船 2024年第4期65卷 263-272页

作者：孔圆王先洲华中科技大学船舶与海洋工程学院船舶和海洋水动力湖北省重点实验室

有义波高是海浪气候预报的一个关键参数，传统的有义波高预报方法存在计算成本高的问题。论文构建了一个两阶段深度学习模型，利用卷积神经网络和长短期记忆网络，分阶段学习风和浪的时空关系，实现了有义波高的高精度预报。

关键词：有义波高海浪预报深度学习卷积神经网络长短期记忆网络

基于子模型分解的船舶舱段结构代理模型协同优化方法

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中国舰船研究 2024年第2期19卷 98-106页

作者：汪俊泽张攀刘均程远胜华中科技大学船舶与海洋工程学院湖北武汉430074

[目的]为解决船舶舱段结构优化设计参数众多、计算耗时的难题,提出一种基于子模型分解的舱段结构代理模型协同优化方法。[方法]每次选择一个板架,根据当前舱段方案的有限元模型建立板架结构子模型,基于子模型构建板架结构响应的代理模... 详细信息

[目的]为解决船舶舱段结构优化设计参数众多、计算耗时的难题,提出一种基于子模型分解的舱段结构代理模型协同优化方法。[方法]每次选择一个板架,根据当前舱段方案的有限元模型建立板架结构子模型,基于子模型构建板架结构响应的代理模型并进行优化,得到板架优化解后更新舱段模型,再进行下一个板架的优化,如此迭代,直到完成一轮或多轮包含所有板架的协同优化后停止。最后对舱段结构尺寸进行小范围调整,得到最终优化解。[结果]某船舶舱段结构优化结果显示,与从整体优化角度出发的基于降维代理模型的舱段结构优化方法相比,在相当计算成本下,所提方法的优化结果重量进一步减小了2.86%,最终实现结构减重4.96%。[结论]所提方法的优化效果较好,在高维船体结构优化问题上具有较好的应用价值。

关键词：船舶舱段结构优化子模型代理模型协同优化

圆柱装药战斗部爆炸破片分布特性数值模拟分析

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中国舰船研究 2024年第3期19卷 96-105页

作者：余林刘祖涛许仁多安正松蒋诚澄黄威华中科技大学船舶与海洋工程学院湖北武汉430074

[目的]旨在探讨圆柱体战斗部爆炸破片的分布及威力场特性。[方法]利用ANASYS/AUTODYN有限元分析软件建立圆柱装药战斗部数值的光滑粒子动力学(SPH)分析模型,基于对SPH粒子尺寸的收敛性分析,以及对MOTT破片分布模型有效性的验证分析,开... 详细信息

[目的]旨在探讨圆柱体战斗部爆炸破片的分布及威力场特性。[方法]利用ANASYS/AUTODYN有限元分析软件建立圆柱装药战斗部数值的光滑粒子动力学(SPH)分析模型,基于对SPH粒子尺寸的收敛性分析,以及对MOTT破片分布模型有效性的验证分析,开展引爆方式、引爆位置、装药长径比以及装药量等关键因素对爆炸破片分布特性以及威力场特性的影响规律研究。[结果]结果显示:引爆位置和引爆方式主要对圆柱装药战斗部两端破片的速度分布有明显影响;在装药质量不变的情况下,装药长径比在点引爆条件下会对远端破片速度产生较为有限的影响,但对破片质量分布的影响比较显著;在相同装药长径比情况下,破片速度会随装药量的增加而明显增加,但是该速度增量的提升幅度会随着装药质量逐渐降低。[结论]所做研究可为战斗部设计以及舰船抗冲击防护结构设计提供重要参考。

关键词：爆炸力学战斗部破片分布破片速度数值模拟

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一种双简支―悬臂梁反共振隔振器设计分析与试验

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中国舰船研究 2024年第3期19卷 270-277页

作者：张赣波华中科技大学船舶与海洋工程学院湖北武汉430074

[目的]为探究三元件型反共振隔振器的实现形式,提出一种由一根悬臂端含质量块的双简支-悬臂梁与一根双支撑梁所组成的机械装置(BAVI)。[方法]首先,分析双简支-悬臂梁的动态特性,推导其阻抗方程;然后,根据驱动点阻抗函数综合其低阶模型... 详细信息

[目的]为探究三元件型反共振隔振器的实现形式,提出一种由一根悬臂端含质量块的双简支-悬臂梁与一根双支撑梁所组成的机械装置(BAVI)。[方法]首先,分析双简支-悬臂梁的动态特性,推导其阻抗方程;然后,根据驱动点阻抗函数综合其低阶模型是单惯容与单弹簧二元件的串联结构,并解析低阶模型的等效参数;最后,通过装置试件设计与试验,验证其反共振特性和理论方法有效性,并在此基础上分析装置刚度特性及不同阻尼形式的效果。[结果]结果表明,当跨度比共振隔振器结构,具有“高静低动”刚度特性;在双简支-悬臂梁上采取阻尼措施后,可实现隔振区传递率以最大速率衰减的同时抑制共振峰的效果。[结论]所提机械装置证明了三元件型反共振隔振器的可实现性,提供了一种简易可行的工程结构。

关键词：双简支-悬臂梁三元件型反共振隔振器 “高静低动”刚度窄带吸振宽带隔振

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面向无人艇对接回收的STag标记视觉导引技术

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中国舰船研究 2024年

作者：肖咏昕向先波孔典杨立春杨少龙华中科技大学船舶与海洋工程学院

[目的]针对无人艇自主对接回收中实时位姿精准获取的问题，提出一种面向无人艇对接回收的STag标记视觉导引技术。[方法]利用STag标记姿态稳定的特性，将其选作视觉导引中的基准标记。通过对无人艇摄像头视频流中STag标记的检测，结合摄... 详细信息

[目的]针对无人艇自主对接回收中实时位姿精准获取的问题，提出一种面向无人艇对接回收的STag标记视觉导引技术。[方法]利用STag标记姿态稳定的特性，将其选作视觉导引中的基准标记。通过对无人艇摄像头视频流中STag标记的检测，结合摄像头的内部参数及STag标记的尺寸，融合EPnP及直接线性变换算法来解算回收装置与无人艇的相对位姿，并对其进行限幅滤波及一阶低通滤波处理，进而获得视线导引所需的横向偏距及航向偏差。[结果]在静态性能测试中，目标检测的角度误差平均值为6.85°，距离误差平均值为0.056 m；在自主回收导引的湖上测试中，静态对接及动态对接的精度均在正负0.5 m内。[结论]结果表明，相对于传统的无人艇对接回收方式，STag标记视觉导引可提高无人艇自主对接末端精度，提升整体回收成功率。

关键词：无人艇对接回收目标检测视觉导引 STag标记

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张拉整体超材料准静态压缩力学性能实验研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 117-123,129页

作者：李潮林李谷阳张攀程远胜刘均华中科技大学船舶与海洋工程学院湖北武汉430074 中国船舶集团有限公司工程管理中心北京100048

为分析具有新颖结构形式的张拉整体超材料力学特性,利用增材制造技术,基于宏观尺度设计并制作了不同结构参数的张拉整体超材料实验模型,对其进行单轴准静态压缩实验.结果表明:准静态压缩载荷下,张拉整体超材料的变形分布均匀,应力应变... 详细信息

为分析具有新颖结构形式的张拉整体超材料力学特性,利用增材制造技术,基于宏观尺度设计并制作了不同结构参数的张拉整体超材料实验模型,对其进行单轴准静态压缩实验.结果表明:准静态压缩载荷下,张拉整体超材料的变形分布均匀,应力应变曲线具有稳定的大变形平台段;增大相对密度可以提高张拉整体超材料的平均应力和吸能水平;增加杆件特征角度能提高结构的平均应力,但是会使得结构密实化应变减小;密度梯度张拉整体超材料在高应变下的承载能力和吸能能力优于非密度梯度结构.

关键词：张拉整体超材料增材制造准静态压缩承载能力能量吸收

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不同布置形式下多船编队阻力性能的数值模拟

中国造船 2024年第1期65卷 237-248页

作者：邹燕林李鹏飞蔡子超姚朝帮冯大奎华中科技大学船舶与海洋工程学院武汉430074 船舶和海洋水动力学湖北省重点实验室武汉430074

多船编队航行是目前发展十分迅速的一种船舶航行方式,合理设置编队的布置形式可降低能耗和提高船舶续航力。论文围绕多船编队的编组形式及其静水阻力性能进行分析,采用VOF方法捕捉自由液面,选取标准的k-ε湍流模型封闭RANS方程,针对单... 详细信息

多船编队航行是目前发展十分迅速的一种船舶航行方式,合理设置编队的布置形式可降低能耗和提高船舶续航力。论文围绕多船编队的编组形式及其静水阻力性能进行分析,采用VOF方法捕捉自由液面,选取标准的k-ε湍流模型封闭RANS方程,针对单船阻力开展数值仿真并对网格与时间步长进行独立性分析,将仿真结果与试验结果进行比较,验证了数值方法的可靠性。在单船仿真结果的基础上,计算了3船分别呈纵向和三角形编队时的阻力特性,通过3船编队航行的流场特性分析揭示了船-船之间的兴波与尾流干扰对编队阻力的影响规律。结果表明,纵向编队时合理利用上游船舶的低速尾流和产生的有利兴波干扰可以减少编队船舶的阻力,而三角形编队可合理利用中船与侧向船舶之间的有利兴波干扰减少侧船阻力。

关键词：编队航行减阻船舶尾流兴波干扰