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舰用复合材料S2/430LV热环境下拉伸性能及预报

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复合材料学报 2024年第1期41卷 495-506页

作者：陈国涛梅志远白雪飞海军工程大学舰船与海洋学院武汉430033

从宏观、微观角度分别对S2/430LV在热-力联合作用下拉伸损伤失效模式和高温热损伤形貌进行研究,并应用DMA和TG等技术手段对材料进行热性能分析,重点揭示了S2/430LV拉伸试样在20~180℃拉伸损伤失效机制及拉伸强度/模量随温度变化规律,并... 详细信息

从宏观、微观角度分别对S2/430LV在热-力联合作用下拉伸损伤失效模式和高温热损伤形貌进行研究,并应用DMA和TG等技术手段对材料进行热性能分析,重点揭示了S2/430LV拉伸试样在20~180℃拉伸损伤失效机制及拉伸强度/模量随温度变化规律,并进行预报。研究表明:随着环境温度的增加,430LV树脂软化程度和流动性增加,树脂与纤维丝束粘接能力降低;在热-力联合作用下,拉伸强度和模量随着温度升高而降低,并且均在100℃附近降低最快;试样失效模式随着温度增加也发生变化,在100℃之前,失效模式表现为纤维完全断裂破坏,应力-应变曲线呈显著线弹性特征,但在100℃以后,失效模式变为层间分层失效,失效模式的变化也对材料拉伸承载方式产生一定影响,导致拉伸模量保留率高于强度保留率,应力-应变曲线也出现凹曲线特征;根据Gibson预报模型和Bisby预报模型,利用Origin软件快速、准确获取预报模型未知参数最优值,发现两种模型拟合结果与试验结果高度吻合。

关键词：热分析热损伤形貌热环境拉伸性能失效模式 Gibson模型 Bisby模型

基于双向流固耦合的舵翼组合结构声振特性研究

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振动与冲击 2024年第20期43卷 213-220页

作者：张振海仝博屈铎海军工程大学舰船与海洋学院武汉430033 海军工程大学动力工程学院武汉430033

为实现对水下航行器转舵过程中舵翼周围流场和声场的精细化模拟,以双向流固耦合理论为基础,采用分离涡模拟湍流模型计算流场信息、利用自动匹配层技术处理声固耦合边界,计算分析了转舵时舵翼组合结构的流-固-声耦合特性,经与模型试验对... 详细信息

为实现对水下航行器转舵过程中舵翼周围流场和声场的精细化模拟,以双向流固耦合理论为基础,采用分离涡模拟湍流模型计算流场信息、利用自动匹配层技术处理声固耦合边界,计算分析了转舵时舵翼组合结构的流-固-声耦合特性,经与模型试验对比验证了该方法的准确性。在此基础上,计算分析了舵角变化、集中荷载、舵内充水、流速对结构声辐射的影响。结果表明:舵角变大增加了流场的不均匀性,降低了舵翼组合结构的刚度,这使得翼型的振动更加剧烈,因此总声压级和振动加速度级均增大;等幅值的周期性激励,荷载分布越集中,对声辐射的贡献越大;舵内充水可降低中高频段范围的声压幅值,但会增加结构声辐射的线谱数量;流速增加会提高流激噪声幅值。

关键词：舵翼结构流固耦合流激噪声振动

非均匀采样加权最小二乘圆拟合的潜艇承压检测数据处理方法

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第6期49卷 970-976页

作者：王中彭飞韩玉超孟庆旭邓为耀海军工程大学舰船与海洋学院湖北武汉430033

为了最大程度抵抗深水压力,潜艇耐压壳体常采用柱锥结构形式,在建造和修理时需要检测各肋骨剖面圆度。因现场条件限制或融合使用多种不同测量手段获取数据,测量采样点常呈现非均匀性,导致经典最小二乘圆拟合的结果与实际情况存在偏差,... 详细信息

为了最大程度抵抗深水压力,潜艇耐压壳体常采用柱锥结构形式,在建造和修理时需要检测各肋骨剖面圆度。因现场条件限制或融合使用多种不同测量手段获取数据,测量采样点常呈现非均匀性,导致经典最小二乘圆拟合的结果与实际情况存在偏差,尤其对用作圆度判定条件的最大挠度影响显著。基于经典Pratt圆拟合方法,运用先直接拟合,再根据对应圆心角定权、最后加权拟合的三步走策略,提出一种新的非均匀采样加权最小二乘圆拟合方法及其定权规则,用于潜艇承压检测数据处理。对标准椭圆采样分析数值实验表明,所提方法能够较好地消除非均匀采样对圆拟合的影响,拟合计算得到的最大挠度更加准确,具有较好的精度和工程实用价值,可以用于潜艇耐压壳体圆度测量非均匀采样点的圆拟合计算。

关键词：潜艇耐压壳体圆拟合非均匀采样加权最小二乘法

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多途混响环境中声扩频信号线性与相关性分析

国防科技大学学报 2024年第4期46卷 191-200页

作者：唐永壮周其斗谢志勇吕晓军纪刚海军工程大学舰船与海洋学院湖北武汉430033

为分析浅海多途信道中声扩频信号的相关性和线性,建立了计入频率衰减与海底损耗的浅海Pekeris波导虚源法计算模型;对浅海中的脉冲信号与扩频信号进行了仿真计算,通过混响室试验初步研究了多途混响环境中扩频信号的线性。仿真结果显示:... 详细信息

为分析浅海多途信道中声扩频信号的相关性和线性,建立了计入频率衰减与海底损耗的浅海Pekeris波导虚源法计算模型;对浅海中的脉冲信号与扩频信号进行了仿真计算,通过混响室试验初步研究了多途混响环境中扩频信号的线性。仿真结果显示:虚源法和简正波法的频域解一致,得到了与简正波理论相同的低频模式频散现象,验证了虚源法适用于浅海理想波导、Pekeris波导中的低频问题;当发生模式频散,低频扩频信号的相关性能强于同扩频参数的高频信号。试验结果表明:低频脉冲的时域波形发生畸变、展宽时,同频率的扩频信号能准确测出反射信号的几何时延,证明了低频多途效果仍可看作每个“路径”信号的线性叠加。

关键词：低频扩频信号浅海多途虚源法模式频散相关性

舰船舱内爆炸载荷下Y形夹层板动响应及抗爆性能影响因素

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兵工学报 2024年第3期45卷 837-854页

作者：姚梦雷侯海量李典谢悦海军工程大学舰船与海洋学院湖北武汉430033

针对反舰武器攻击下舰船结构抗毁伤防护问题,采用小型舱室模型实验结合有限元数值分析的方法,分析不同爆距下Y形夹层板结构的动响应特性,总结得到Y形夹层板结构面板的7种变形模式,发现面板变形模式与爆距和与其相连芯层刚度的相对强弱有... 详细信息

针对反舰武器攻击下舰船结构抗毁伤防护问题,采用小型舱室模型实验结合有限元数值分析的方法,分析不同爆距下Y形夹层板结构的动响应特性,总结得到Y形夹层板结构面板的7种变形模式,发现面板变形模式与爆距和与其相连芯层刚度的相对强弱有关,爆距较小时面板易发生局部隆起变形,爆距较大则易发生整体碟形变形或板格变形,芯层强、面板弱时面板易发生板格变形,面板强、芯层弱时则易发生整体碟形变形,迎爆面板和V形芯层的刚度较大时背爆面面板则发生整体碟形变形。总结了Y形芯层在舱内爆炸载荷作用下的3种典型变形情况,即V屈曲I失稳、V屈曲I不变、V不变I不变;探究了迎爆面面板厚度、V形芯层厚度和I形芯层厚度对Y形夹层板结构抗爆性能的影响,发现增加迎爆面面板厚度和I形芯层厚度都可以显著降低背板变形,但增加迎爆面面板厚度会使得结构总吸能降低,增加I形芯层厚度则结构总吸能基本不变,增加V形芯层厚度则V形芯层吸能急剧下降,背板最大变形先增加再减小,结构总吸能下降。

关键词：舰船结构舱内爆炸 Y形夹层板动响应变形模式抗爆性能

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变曲率旋转壳体承载能力分析与几何构型设计

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第3期52卷 97-104页

作者：付晓梅志远张二白雪飞海军工程大学舰船与海洋学院湖北武汉430033

针对圆柱形壳体承载效率的局限性问题,提出了变曲率壳体的设计思路.基于薄膜理论和无矩理论,推导了非闭合母线的旋转壳应力与屈曲载荷计算公式.以广义等强度壳理论作为评价耐压壳体承载能力的重要指标,对不同构型旋转壳的应力与屈曲载... 详细信息

针对圆柱形壳体承载效率的局限性问题,提出了变曲率壳体的设计思路.基于薄膜理论和无矩理论,推导了非闭合母线的旋转壳应力与屈曲载荷计算公式.以广义等强度壳理论作为评价耐压壳体承载能力的重要指标,对不同构型旋转壳的应力与屈曲载荷进行了理论预报,探讨了壳体承载的最优构型.最后基于增材制造技术制备了圆柱壳与变曲率壳模型,设计静压试验验证壳体构型与力学性能的影响规律.结果表明:变曲率壳体具有明显的承载优势,两个主方向应力的比值低于圆柱壳,屈曲载荷高于圆柱壳;改变壳体几何构型对其承载能力有一定影响,当r0/rn确定时影响不明显,综合考虑加工精度及初始缺陷等因素,壳体使用圆弧构型效果较好;提出的理论公式在应力预报方面具有较高准确性,在预报屈曲载荷过程中,由于壳体承载进入了非线性阶段,不可避免地导致了误差,应使用非线性方法进行修正.

关键词：旋转壳体变曲率等强度应力稳定性增材制造

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多状态系统任务成功性仿真评估

系统工程与电子技术 2024年第1期46卷 237-244页

作者：邵松世刘海涛袁昊劼张志华海军工程大学舰船与海洋学院湖北武汉430033 海军工程大学基础部湖北武汉430033

针对多状态系统任务成功性评估问题,通过对系统运行规则进行分析,将其状态分为成功态和失败态两类。在计算系统状态持续时间分布和不同状态之间转移概率的基础上,利用半马尔可夫过程,建立系统运行的状态转移模型。通过分析使用、维修和... 详细信息

针对多状态系统任务成功性评估问题,通过对系统运行规则进行分析,将其状态分为成功态和失败态两类。在计算系统状态持续时间分布和不同状态之间转移概率的基础上,利用半马尔可夫过程,建立系统运行的状态转移模型。通过分析使用、维修和保障资源约束的作用机理,对多状态系统任务成功性评估进行仿真设计。最后,结合示例验证了所提方法的可行性和有效性。

关键词：多状态系统任务成功性状态转移仿真模型

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资源分布视角下区域保障调度模型研究

系统工程与电子技术 2024年第9期46卷 3093-3102页

作者：胡志刚楼京俊史跃东海军工程大学管理工程与装备经济系湖北武汉430033 海军工程大学舰船与海洋学院湖北武汉430033

区域作战中,装备保障需求呈现出一定分布特征,保障供应也随时动态变化,如何匹配供需进而进行保障调度成为提升区域保障能力的关键。针对区域资源供需的分布特性,运用最优传输理论,建立资源分布视角下区域保障调度模型。首先,构建分布视... 详细信息

区域作战中,装备保障需求呈现出一定分布特征,保障供应也随时动态变化,如何匹配供需进而进行保障调度成为提升区域保障能力的关键。针对区域资源供需的分布特性,运用最优传输理论,建立资源分布视角下区域保障调度模型。首先,构建分布视角下的区域保障调度基本模型,考虑决策层级将其拓展为多分辨率模型,然后基于sinkhorn算法提出保障调度概率方案作为转换,进而给出多分辨率模型的保障调度方案求解算法。案例分析表明,非指数分布和自由竞争环境下,保障调度方案具有鲁棒性。

关键词：装备保障资源分布保障调度最优传输

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基于二级迭代的局部近场声全息研究及实验

船舶力学 2024年第9期28卷 1441-1450页

作者：柴凯楼京俊李荣华胡俊波海军工程大学舰船与海洋学院武汉430033 海军工程大学动力工程学院武汉430033

为了有效减小传统近场声全息声场重建过程中的“窗效应”和准确利用有限测量孔径测量并定位潜艇的表面声源,提出一种基于二级迭代的局部近场声全息方法。首先,通过改进基于正交球面波的局部近场声全息方法,提出基于二级迭代的局部近场... 详细信息

为了有效减小传统近场声全息声场重建过程中的“窗效应”和准确利用有限测量孔径测量并定位潜艇的表面声源,提出一种基于二级迭代的局部近场声全息方法。首先,通过改进基于正交球面波的局部近场声全息方法,提出基于二级迭代的局部近场声全息方法;然后,仿真对比上述两种局部近场声全息方法的重构结果,研究外推误差和扩展测点数对重构精度的影响;最后,在消声水池中利用小孔径全息测量面进行基于二级迭代的局部近场声全息的实验研究。结果表明,基于二级迭代的局部近场声全息能大大减小有限测量孔径带来的“窗效应”和“孔径重复效应”误差,验证了该方法的优越性,可为水下大尺寸声源的近场声全息精确测量提供重要参考。

关键词：局部近场声全息波数域外推窗效应二级迭代噪声源识别