舰艇总体抗冲击设计分析.pdf

第24卷第6期(总第144期)
船舶
2013年12月
SHIP BOAI
December 2013
[船舶结构]
舰艇总体抗冲击设计分析
许军1刘见华2
(1.海军装备部驻上海地区舰艇设计研究军代室上海200011;
2.中国船舶及海洋工程设计研究院上海200011)
[摘要]抗冲击能力是舰艇生命力的重要组成部分。强化舰艇的抗冲击能力,不仅能提高舰艇的抗打击能力,还能提高舰艇的
生命力和战斗力。文中介绍了舰艇抗冲击设计的基本原则、流程、抗冲击建造工艺要求和需注意的有关问题,为后期的相关设
计研究提供参考。
[关键词]舰艇;抗冲击设计;抗冲击能力
[中图分类号]1U674.703[文献标志码]A[文章编号]1001-9855(2013)06-0023-04
Design and analysis of overall shock resistance for warships
XU Jun LIU Jian-hua
(1. Representative Office of Naval Warship Design &Research, Shanghai 200011, China
2. Marine Design &Research Institute of China, Shanghai 200011, China)
Abstract: Shock resistance is an important component of warship survivability. Strengthening shock resistance of
warships can not only improve their strike resistance ability but also their survivability and combat ability. This
and the relevant problems that should be considered, which could provide reference for the further resear ique
paper introduces basic principles and procedures during the shock resistance design, and construction tech
Keywords: warship; shock resistance design; shock resistance
系、标准建设和管理体制等方面的工作,这就需要我
0引言
们提高认识、找出差距并投入大量人力和财力,以海
军作战需求为牵引,顺应世界新军事变革和舰艇技
抗冲击能力是舰艇隐形的盾牌,是舰艇生命力术的发展趋势,在跟踪、引进和借鉴的基础上加速开
的重要组成部分。具有重要战略地位、造价昂贵的展舰艇抗冲击技术的研究和试验工作,逐步制定设
舰艇如何在现代海战中发挥其优良性能、打贏高科计、建造和评估的规范和指导性文件,并尽快建立和
技战争,并能提高抗打击力、保持战斗力和生命力的完善具有中国特色的舰艇抗冲击管理体制,以缩短
问题,一直受到世界各个海军强国的重视。强化舰我国在舰艇抗冲击方面与世界海军强国的差距,实
艇抗冲击能力和生命力研究,已成为当代和未来舰现舰艇装备的跨越式发展
艇研制的重要发展趋势。
本文主要从舰艇总体抗冲击设计的角度,介绍
提高海军舰艇装备的抗冲击能力是一…个系统工舰艇抗冲击设计的基本原则、抗冲击设计的流程、抗
程,涉及到基础研究、试验技术、工程设计、评估体冲击建造工艺以及需要注意的问题。
收稿日期]2013-10-15;【修回日期]2013-11-01
[作者简介]许军(1976-),男,高级工程师,主要从事舰船设计质量监督工作。
刘见华(1975-),男,研究员,主要从事舰船结构设计及抗冲击工作。
第24卷第6期(总第144期)
船舶
Vol24 No6
13年12月
SHIP BOAT
December 2013
组动平衡
1抗沖击设计基本原则
(5)设备的安装应避免可能出现两部分的相对
移动,必须和连接设备中的成套设备(如发电机组、
1.1船体
电动抗压机等)安装在刚度较大的公共底座上
在船体抗冲击设计方面,主要遵循以下基本原
(6)设备一般应在不采用冲击防护措施的条件
则
下具有规定的抗冲击能力,当设备自身的抗冲击能
(1)船体必须能承受大的变形而不发生断裂或力不能满足要求时,必须采取冲击防护措施,安装抗
裂开等破损,尽量使用高强度和高韧性的钢材,不使冲隔振器。抗冲隔振器应按其在舰上的使用部位
用脆性材料(例如铸铁)。船体的焊缝应与船体母体冲击环境及设备的动力学特性确定。
材料有相匹配的抗冲击强度,应严格按焊接工艺施
(7)使用抗冲隔振器的设备与外部连接应采用
丁,尽可能減少焊接应力。
挠性连接,且变形能力能满足设备在冲击载荷作用
2)船体水密舱壁必须能有效阻止船体结构破下的最大位移。使用抗神隔振器支承的电器、电子
口的扩展,船体变形不应导致附近范围内舱壁破裂。设备的接地跨接线应有足够的松弛长度,不应妨碍
3)船体结构的刚度应尽量均匀,避免出现“硬设备在冲击载荷作用下的运动,以防接线端处产生
点”;应力变化部位的设计应避免应力集中;应尽量过应力。
使用纵骨架式结构,沿船长方向的船体剖面模数应
(8)所有显控台的插件板应尽量横向、纵向布
尽可能均匀变化。双层底结构还要注意内底的抗冲置,避免垂向布置。如必须采用垂向布置,应加装有
击能力。
效的抗冲措施。所有系统、设备都应考虑在水下爆
(4)基座的抗冲击要求与所支承的设备相同,基炸瞬间停电后又恢复供电时的影响。
座的设计应首先按照满足正常使用要求进行,然后
在管路抗冲击设计方面,主要有以下基本原
从抗冲击角度校验,不考虑结构和材料的非线性;若
校验中基座存在有过大的局部应力,一般只要重新
(1)弹性安装设备的引出管路要采用柔性接管。
设计应力过大区域,以满足抗冲击应力的要求。在管路应考虑到冲击作用下的垂向、横向和纵向运动,
重新设计过大应力基座构件的情况下,设计构件的管路系统应有适当的三向抗冲击支撑,质量集中处
应力可大于静态用服强度的175倍,但不得大于2倍。应安装弹性吊架或支架,吊架尽量安装在该段管路
1.2装舰设备、管路和隔离器
质心处。管路系统的支架、吊架的设置应考虑到管
在装舰设备自身的抗冲击设计方面,主要遵循路系统在冲击作用下的运动,以免发生支撑件或管
以下基本原则
路的过度变形或破坏、连接件的过载、法兰接头的泔
(1)装舰设备的设计应考虑到通过船体结构传漏或管路系统与相邻设备和结构的碰撞。
递米的垂向、横向和纵向的冲击作用、惯性力和由此
(2)管路应避免使用螺纹管接头,若必须使用
产生的变形。
该类接头时,为减小作用在螺纹上的载荷,固定在冲
2)设备应采用高强度金属材料,避免使用脆击作用下有相对运动的结构上的管路应有足够的挠
性和低冲击韧性的材料,必须使用脆性材料时应采性。管件接头应具备与管路相同的抗冲击能力。
取有效的抗沖击隔离措施。设备的设计必须特别注
在抗冲击隔离器选用方面,主要遵循以下基本
意避免应力集中,设备材料使用要有足够的截面