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助飞鱼雷模态振型斜率仿真计算

王升 白治宁 郭君

王升, 白治宁, 郭君. 助飞鱼雷模态振型斜率仿真计算[J]. 水下无人系统学报, 2022, 30(5): 631-635 doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.202112006
引用本文: 王升, 白治宁, 郭君. 助飞鱼雷模态振型斜率仿真计算[J]. 水下无人系统学报, 2022, 30(5): 631-635 doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.202112006
WANG Sheng, BAI Zhi-ning, GUO Jun. Simulation Calculation of Mode Shape Slope for Rocket-assisting Torpedo[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems, 2022, 30(5): 631-635. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.202112006
Citation: WANG Sheng, BAI Zhi-ning, GUO Jun. Simulation Calculation of Mode Shape Slope for Rocket-assisting Torpedo[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems, 2022, 30(5): 631-635. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.202112006

助飞鱼雷模态振型斜率仿真计算

doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.202112006
详细信息
    作者简介:

    王升:王 升(1992-), 男, 硕士, 主要研究方向为鱼雷总体技术

  • 中图分类号: TJ630

Simulation Calculation of Mode Shape Slope for Rocket-assisting Torpedo

  • 摘要: 针对助飞鱼雷长细比较大以及连接结构复杂多样的特点, 文章提出了助飞鱼雷动力学仿真建模方法, 对楔环、止推块以及卡箍连接等主要连接结构进行详细建模; 完成了助飞鱼雷全雷模态计算以及振型向量的提取, 并计算了惯组安装位置的振型斜率, 为姿控系统设计输入参数以及惯组安装位置的确定提供了分析方法。

     

  • 图  1  助飞鱼雷全雷简化模型

    Figure  1.  Simplified model of a rocket-assisted torpedo

    图  2  有限元网格模型

    Figure  2.  Models of finite element mesh

    图  3  典型连接结构模型

    Figure  3.  Typical connection structure models

    图  4  满载状态下全雷前3阶模态振型

    Figure  4.  The first three order modal shapes of the whole torpedo at full load state

    图  5  满载状态下全雷节点前3阶模态振型

    Figure  5.  The first there order modal shapes of torpedo ’s Analyzed nodes at full load state

    表  1  计算模型物理参数

    Table  1.   Physical parameters of calculating model

    工作状态参数实际
    模型
    计算
    模型
    误差/%
    满载质量/kg331.745335.181.03
    质心/mm1957.571960.20.13
    空载质量/kg286.845290.281.20
    质心/mm1780.581785.70.29
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    表  2  全雷前3阶模态振型

    Table  2.   The first three order modal shapes of the whole torpedo

    工作
    状态
    固定频率/Hz
    第1阶第2阶第3阶
    满载33.0580.86217.08
    空载33.8181.74220.59
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    表  3  分析节点位置

    Table  3.   Position of analyzed nodes

    节点相对雷头距离/mm节点相对雷头距离/mm
    A190A121 890
    A2270A132 070
    A3450A142 250
    A4630A152 430
    A5760A162 610
    A6810A172 790
    A7990A182 970
    A81 170A193 150
    A91 350A203 330
    A101 530A213 510
    A111 710
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    表  4  全雷分析节点模态振型

    Table  4.   Modal shapes of torpedo’s analyzed nodes

    节点满载状态 空载状态
    第1阶
    模态
    第2阶
    模态
    第3阶
    模态
    第1阶
    模态
    第2阶
    模态
    第3阶
    模态
    A1 −0.111 7 0.091 5 0.040 2 −0.111 0 0.091 4 0.043 5
    A2 −0.081 2 0.040 4 −0.012 1 −0.080 6 0.040 4 −0.013 4
    A3 −0.052 2 −0.004 7 −0.040 8 −0.051 6 −0.004 7 −0.044 4
    A4 −0.024 1 −0.041 3 −0.035 0 −0.023 6 −0.041 2 −0.037 6
    A5 −0.007 6 −0.052 6 −0.012 8 −0.007 2 −0.052 6 −0.013 1
    A6 −0.001 5 −0.055 0 −0.005 0 −0.001 2 −0.055 0 −0.004 7
    A7 0.018 7 −0.059 9 0.023 1 0.018 8 −0.059 8 0.025 9
    A8 0.035 7 −0.056 6 0.044 2 0.035 6 −0.056 6 0.048 7
    A9 0.051 0 −0.044 8 0.070 8 0.050 6 −0.044 8 0.077 1
    A10 0.064 4 −0.015 8 0.110 5 0.063 8 −0.015 8 0.115 2
    A11 0.061 8 0.020 9 0.120 9 0.060 7 0.020 9 0.105 7
    A12 0.058 4 0.047 1 0.102 1 0.056 8 0.047 0 0.065 4
    A13 0.052 9 0.075 7 0.046 4 0.050 9 0.075 5 0.040 5
    A14 0.043 2 0.082 3 0.014 6 0.040 8 0.082 0 0.017 5
    A15 0.031 7 0.082 4 −0.019 2 0.028 8 0.082 2 −0.015 1
    A16 0.017 3 0.063 9 −0.030 7 0.013 9 0.063 6 −0.023 2
    A17 0.002 0 0.041 8 −0.036 9 −0.001 9 0.041 4 −0.026 3
    A18 −0.013 7 0.017 6 −0.035 7 −0.018 1 0.017 2 −0.024 5
    A19 −0.029 0 −0.006 5 −0.028 0 −0.033 9 −0.007 1 −0.018 9
    A20 −0.044 9 −0.032 1 −0.018 1 −0.050 3 −0.032 7 −0.011 8
    A21 −0.060 6 −0.058 7 0.008 9 −0.066 6 −0.059 4 0.004 6
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    表  5  惯组安装处舱壁振型斜率

    Table  5.   Mode shape slope of inertial navigation’s position

    工作
    状态
    振型斜率/(rad·m−1)
    第1阶第2阶第3阶
    满载−1.122−0.8354.147
    空载−1.119−0.8374.237
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  • 收稿日期:  2021-12-07
  • 修回日期:  2022-01-08

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