Метод динамического анализа конструкции
Метод динамического анализа конструкции (DDAM) — это разработанная ВМС США аналитическая процедура для оценки конструкции оборудования, подверженного динамическим нагрузкам, вызванным подводными взрывами (UNDEX). В анализе используется форма анализа спектра ударов , которая оценивает динамическую реакцию компонента на ударную нагрузку, вызванную внезапным движением военного корабля. Аналитический процесс моделирует взаимодействие между ударно-нагруженным компонентом и его фиксированной конструкцией и является стандартной процедурой военно-морского проектирования для динамики конструкции корабля .
Предыстория и обоснование
[ редактировать ]Все необходимое оборудование на борту военных надводных кораблей и подводных лодок должно быть сертифицировано для воздействия подводных ударных нагрузок, вызываемых глубинными бомбами , корабельными минами , ракетами и торпедами . Подводный взрыв вблизи корабля или подводной лодки может иметь разрушительные последствия для боеготовности судна. Повреждения могут возникнуть в виде выпуклости обшивки корпуса или даже более серьезного пробоина в корпусе. При этом некоторые повреждения могут быть неочевидными и возникнуть в результате ударно-волнового нагружения оборудования и систем на борту судна. Повреждение оборудования может вывести судно из строя. Много исследовательских усилий было затрачено на изучение подводных толчков, особенно в период после Второй мировой войны, когда стало очевидно, что корабли ВМФ могут быть выведены из строя бесконтактным подводным взрывом. [1] Таким образом, были предприняты согласованные усилия, чтобы сделать судовое оборудование более устойчивым к ударам. Это было достигнуто за счет лабораторных ударных испытаний оборудования перед его установкой на суда. Благодаря достижениям в области компьютерного моделирования и возможностей моделирования теперь можно моделировать реакцию судна на подводный взрыв и выявлять потенциальные проблемы или отказы без обширных полевых испытаний. Используя аналитические методы DDAM, вы экономите деньги и время. [2]
Методика анализа
[ редактировать ]DDAM моделирует взаимодействие между ударно-нагруженным компонентом и его неподвижной конструкцией, поскольку свободное движение военного корабля в воде создает более высокий спектр ударов, чем тяжелая конструкция, установленная на земной поверхности. DDAM учитывает взаимодействие в зависимости от массы оборудования, места его установки и ориентации оборудования на судне.
Инженеры используют программное обеспечение для анализа метода конечных элементов для проверки проектов с использованием компьютерного моделирования DDAM, которое моделирует известные характеристики явлений подводного взрыва, а также реакцию корпуса надводного корабля или подводной лодки на ударную нагрузку и применение спектров ударов для применения соответствующих реакций на удар. у креплений судового оборудования (например, мачт, гребных валов, рулей, рулей, подшипников, воздухозаборников и других ответственных конструкций) из-за подводных взрывов. [3] Аналитический процесс описан в NAVSEA 0908-LP-000-3010, Критерии ударного проектирования для надводных кораблей. [4] который предоставляет технические критерии для расчетов ударной конструкции, а также предоставляет общие справочные и учебные материалы, касающиеся применения DDAM.
Для решения этой задачи доступен ряд коммерчески доступных программ компьютерного моделирования и симуляции. [5] [6] После того, как аналитик выполняет анализ собственной частоты для определения форм колебаний и собственных частот, процесс DDAM затем использует входной спектр расчетных значений ударной нагрузки (т. е. смещений или ускорений) на основе данных из серии несекретных отчетов военно-морской исследовательской лаборатории (в основном MR-1396, Расчетные значения для расчета ударной нагрузки судового оборудования [7] и FR-6267, Основы проектирования судов с механическими ударами. [8] ). Стандарты соответствия программного обеспечения для моделирования и анализа DDAM поддерживаются Командованием морских систем ВМС (NAVSEA).
Форматы отчетности
[ редактировать ]Командование морских систем ВМС (NAVSEA) установило стандартизированный формат для описания содержания и форматов публикации результатов анализа DDAM и технических отчетов. Эти шаблоны называются описаниями элементов данных (DID); как только они определены или адаптированы для конкретного контракта, они становятся элементами списка требований к данным контракта (CDRL), которые представляют собой элементы поставки контракта. Какие именно элементы данных необходимы для доставки, зависит от характера проекта. DID для действий DDAM — это «Анализный отчет», «Динамический шок» , «Отчет о математической модели», «Динамический шоковый анализ » и «Запрос на расширение динамического шокового анализа» . [9] [10] [11]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Барбер, Пэм; Арден, Кевин. «Метод анализа динамического проектирования (DDAM) с использованием MSC/NASTRAN» (PDF) . Судостроение Ньюпорт-Ньюса, Ньюпорт-Ньюс, Вирджиния . Проверено 28 июня 2012 г.
- ^ « ДСТО-ГД-0109. Реакция надводных кораблей на подводные взрывы » . Организация оборонной науки и технологий – Австралийское Содружество. Сентябрь 1996 года . Проверено 26 июня 2012 г.
- ^ « SUPSHIP 280-2, Руководство по математическому моделированию и динамическому анализу ударов рулей, баллеров и подшипников » . Руководитель кораблестроения ВМС США. Декабрь 1970 года . Проверено 26 июня 2012 г.
- ^ « NAVSEA 0908-LP-000-3010 (редакция 1), Критерии расчета ударной нагрузки для надводных кораблей » . Командование морских систем ВМС. Сентябрь 1995 года . Проверено 26 июня 2012 г.
- ^ « Программное обеспечение Nastran для анализа методом конечных элементов и моделирования » . Программное обеспечение NEi. Архивировано из оригинала 30 января 2013 года . Проверено 28 июня 2012 г.
- ^ « Метод анализа динамического проектирования (DDAM) » . Аутодеск, Инк . Проверено 30 июня 2012 г.
- ^ « МР-1396. Расчетные значения ударного расчета судового оборудования » . Военно-морская исследовательская лаборатория. Январь 1965 года . Проверено 26 июня 2012 г.
- ^ « FR-6267, Основы проектирования механических ударных систем корабля » . Военно-морская исследовательская лаборатория. 12 марта 1975 года . Проверено 26 июня 2012 г.
- ^ « DI-ENVR-81030, Описание элемента данных: Отчет об анализе, динамический шок » . Командование морских систем ВМС. 26 сентября 1990 года . Проверено 28 июня 2012 г.
- ^ « DI-ENVR-81031, Описание элемента данных: Отчет математической модели, динамический анализ ударов » . Командование морских систем ВМС. 26 сентября 1990 года . Проверено 28 июня 2012 г.
- ^ « DI-ENVR-81279, Описание элемента данных: Запрос на расширение динамического анализа ударов » . Командование морских систем ВМС. 28 июля 1992 года . Проверено 28 июня 2012 г.