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第1章 绪论1

1.1 水下非接触性爆炸作用下船舶的抗冲击性能1

1.1.1 水下非接触性爆炸1

1.1.2 船舶的抗冲击性能3

1.2 水下非接触性爆炸冲击作用下船舶设备的抗冲击性能6

1.2.1 船舶设备抗冲击性能研究的重要性6

1.2.2 设备抗冲击性能的研究方法6

1.2.3 船舶设备抗冲击能力和冲击损伤案例9

1.3 船舶柴油机抗冲击性能研究需求分析10

1.3.1 柴油机抗冲击性能研究的地位11

1.3.2 柴油机抗冲击性能的特点11

1.3.3 柴油机抗冲击研究的关键课题和主要研究方向12

1.3.4 柴油机抗冲击性能研究体系14

参考文献19

第2章 船舶设备冲击环境及其预报20

2.1 冲击响应谱与冲击时域载荷20

2.1.1 冲击响应谱的定义和计算20

2.1.2 标准冲击谱22

2.1.3 国军标规定的冲击设计值23

2.1.4 冲击响应谱与简单时域波形的转化关系24

2.2 船舶设备在不同安装部位的冲击特点25

2.3 船舶设备冲击环境预报技术27

2.3.1 预报理论模型的基本假设27

2.3.2 船体与设备冲击响应动力学模型29

2.3.3 刚性板架水下爆炸冲击响应动力学模型30

2.3.4 船体与设备一体化冲击动力学模型36

2.3.5 其他影响因素分析40

参考文献42

第3章 船舶机械设备抗冲击的基本原理和工程应用43

3.1 船舶设备的动力学模型43

3.2 冲击响应的静态分析法44

3.3 单自由度和两自由度线性系统计算模型分析48

3.3.1 单自由度线性系统的计算48

3.3.2 两自由度系统的计算50

3.4 动态设计分析方法52

3.4.1 一维DDAM方法53

3.4.2 简化的单向谱分析方法54

3.4.3 三维DDAM方法59

3.5 DDAM分析法在柴油机冲击响应仿真中的应用61

3.5.1 基于Abaqus软件的柴油机冲击响应求解61

3.5.2 基于Algor软件的柴油机固定件冲击响应求解71

3.6 设备抗冲击计算中的非线性因素74

参考文献76

第4章 柴油机冲击响应时域分析方法及应用77

4.1 柴油机多柔体运动——冲击耦合分析技术77

4.1.1 柴油机曲柄连杆机构运动学及动力学传统算法77

4.1.2 基于多柔体动力学的机械结构动力学建模80

4.1.3 多柔体机构动力学的有限元求解法86

4.1.4 时域分析方法的应用过程87

4.2 某A型柴油机冲击响应时域分析应用实例89

4.2.1 某A型柴油机多柔体动力学建模89

4.2.2 柴油机动力学仿真分析99

4.2.3 柴油机多柔体运动——冲击耦合动力学仿真100

4.3 某B型柴油机冲击响应时域分析应用实例104

4.3.1 某B型柴油机多柔体动力学建模104

4.3.2 柴油机动力学仿真分析113

4.3.3 柴油机多柔体运动——冲击耦合动力学仿真116

4.3.4 工作应力与冲击响应的耦合关系分析124

4.3.5 横向冲击响应分析129

4.4 柴油机冲击响应仿真结果的验证方法130

4.4.1 试验与仿真结果中冲击加速度响应频谱特征分析130

4.4.2 基于冲击谱的强度特征分析132

4.4.3 仿真和试验结果比较132

参考文献135

第5章 柴油机力传递结构——螺纹连接结构的冲击分析136

5.1 螺纹连接结构动力学研究概述136

5.1.1 螺纹连接动力学特性的研究热点136

5.1.2 动载荷下螺纹连接结构的经典模型138

5.2 螺纹连接结构受力分析和柔度计算141

5.2.1 螺纹连接结构的特点及设计要求141

5.2.2 螺纹连接结构的受力分析及参数142

5.2.3 双弹簧模型的组合柔度149

5.2.4 冲击柔度与静柔度的关系150

5.3 螺纹连接结构抗冲击建模方法研究154

5.3.1 轴向冲击载荷下螺纹连接结构受力155

5.3.2 螺纹连接结构预紧力计算156

5.3.3 接合面分离校核及螺纹连接结构的非线性模型158

5.3.4 径向冲击载荷下螺纹连接结构抗冲击计算163

5.4 某A型柴油机机脚螺纹连接结构的抗冲击计算实例164

5.4.1 模型参数计算165

5.4.2 接合面临界分离力计算与螺纹连接的非线性模型168

5.4.3 刚性安装柴油机单自由度模型的计算示例169

5.4.4 弹性安装柴油机单自由度模型的计算示例174

5.4.5 提高轴向冲击下机脚螺栓抗冲击能力的措施179

5.4.6 机脚螺纹连接结构轴向冲击计算方法181

5.4.7 径向冲击载荷下机脚螺栓抗冲击计算182

参考文献184

第6章 柴油机力传递结构——油膜润滑的冲击分析185

6.1 柴油机油膜润滑的基本原理185

6.1.1 转子类轴承静载荷下振动方程185

6.1.2 柴油机主轴承润滑原理191

6.2 柴油机主轴承润滑结构冲击动力学分析206

6.2.1 冲击刚度206

6.2.2 柴油机主轴承冲击下的振动方程206

6.3 主轴承油膜冲击刚度仿真计算及试验验证210

6.3.1 简易式落锤冲击试验机的冲击载荷210

6.3.2 转速150 r/min时油膜冲击刚度仿真研究及试验对比211

6.3.3 转速400 r/min时油膜冲击刚度仿真研究及试验对比214

6.3.4 转速500 r/min时油膜冲击刚度仿真研究及试验对比216

参考文献220

第7章 耦合力传递结构的多体系统传递矩阵法221

7.1 计算多体系统动力学中引入DTTMS的混合算法研究221

7.1.1 概述221

7.1.2 混合算法研究224

7.2 使用混合算法的螺栓连接结合面建模方法研究225

7.2.1 螺栓连接结合面的多体系统离散时间传递矩阵分析226

7.2.2 使用混合算法对柴油机缸盖-机体螺栓连接结合面建模227

7.3 螺栓连接结合面参数识别234

7.3.1 缸盖-机体螺栓连接结构跨点频响函数测量235

7.3.2 以缸盖-机体为例的组合结构螺栓连接结构有限元建模240

7.3.3 缸盖-机体螺栓连接结合面特性参数识别243

7.4 多体动力学中螺栓连接结合面建模方法的应用实例250

7.4.1 结合面对缸盖振动的影响251

7.4.2 机脚受力分析253

7.5 结合数值计算法的主轴承润滑模型及应用255

7.5.1 结合数值算法的滑动轴承多体动力学建模方法256

7.5.2 曲轴主轴承弹性流体润滑模型及力传递特性分析259

7.5.3 曲轴-轴承系统动力学特性分析265

参考文献270

第8章 船舶柴油机的冲击试验271

8.1 冲击试验机271

8.1.1 冲击波形及简单波形的产生方法271

8.1.2 国内外冲击试验机的发展概况275

8.2 柴油机主要连接结构的冲击试验282

8.2.1 螺纹连接结构的冲击试验282

8.2.2 柴油机主轴承油膜冲击试验288

8.3 柴油机实船爆炸冲击试验实例306

8.3.1 实船爆炸试验测试方法306

8.3.2 柴油机冲击响应的试验结果及分析312

参考文献319

第9章 船舶柴油机的冲击极限载荷320

9.1 设备冲击极限载荷的定义及评估方法320

9.1.1 设备冲击极限载荷的定义320

9.1.2 冲击极限载荷的评估方法322

9.1.3 设备冲击极限载荷试验评估的案例324

9.1.4 基于拉伊达准则的冲击极限载荷计算326

9.2 柴油机冲击极限载荷及其抗冲击性能改进327

9.2.1 柴油机的冲击薄弱环节分析328

9.2.2 某B型柴油机冲击极限载荷分析实例330

9.2.3 柴油机抗冲击性能改进措施332

9.3 设备抗冲击能力可靠性分析的探讨335

参考文献338