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第1章 绪论1

1.1 冲击和水下爆炸现象的特点1

1.2 舰艇及其机电设备抗冲击试验研究进展3

1.3 舰艇及其机电设备抗冲击仿真研究进展7

1.3.1 水下爆炸冲击环境预报和结构冲击响应7

1.3.2 舰船机电设备的冲击设计计算方法10

1.4 冲击试验和虚拟冲击12

1.4.1 设备冲击试验和全舰冲击试验12

1.4.2 虚拟冲击及其和冲击试验的关系13

1.5 舰船及设备虚拟冲击的若干关键技术问题14

参考文献16

第2章 冲击输入的时域和频域表示20

2.1 振动冲击的基本方程20

2.1.1 运动方程式20

2.1.2 作用在基础上的冲击输入22

2.2 对速度冲击的进一步说明25

2.3 冲击信号的频域表示29

2.4 典型冲击输入谱34

2.5 三折线图谱的逆Fourier变换35

参考文献37

第3章 冲击响应特性分析38

3.1 典型冲击输入下的响应38

3.2 冲击谱40

3.3 冲击问题和振动问题的区别48

3.4 冲击谱的特性分析54

3.4.1 冲击隔离区（低频率）特性54

3.4.2 等冲击区（高频段）特性55

3.4.3 冲击放大区特性56

3.5 四参数对数冲击谱56

3.6 三维冲击谱61

3.7 冲击谱与冲击信号Fourier谱之间的关系62

3.7.1 主冲击谱与冲击信号Fourier谱的关系62

3.7.2 残余冲击谱与冲击信号Fourier谱的关系63

3.8 二自由度系统的冲击谱64

3.9 隔冲器的性能评价66

参考文献68

第4章 谱跌和动态设计法的主模态理论69

4.1 谱跌及由此产生的DDAM法69

4.1.1 谱跌分析实例73

4.1.2 DDAM法中的设计谱与响应谱74

4.1.3 DDAM方法中的输入速度和加速度74

4.2 一维主模态理论76

4.2.1 主模态的正交性76

4.2.2 对于基础运动的响应及模态组合法77

4.2.3 作用在质点上的力79

4.2.4 模态质量及振型的归一化80

4.3 三维主模态理论81

4.3.1 术语的定义81

4.3.2 运动方程83

4.3.3 振动控制方程84

4.3.4 平移惯性力87

4.3.5 模态质量和惯性矩88

4.3.6 三维主模态理论的实例90

4.4 动态设计分析方法最新进展95

4.4.1 概述95

4.4.2 密集模态问题和多向响应问题96

4.4.3 有效应力和应力分类101

4.4.4 模态选择的标准104

4.4.5 许用应力105

4.4.6 f参数107

参考文献108

第5章 多刚体-弹性体的子结构建模方法110

5.1 多刚体-弹性体法建模111

5.2 三维复杂刚体—弹性体耦合系统建模113

5.2.1 三维复杂弹性耦合隔振系统的描述及建模思想113

5.2.2 刚体子系统建模113

5.2.3 弹性体子系统建模115

5.2.4 刚体子系统与弹性体子系统的综合116

5.2.5 弹性体子系统与弹性体子系统的综合118

5.2.6 三维复杂弹性耦合隔振系统的动力学方程121

5.3 从基座测试阻抗求基座物理模型125

参考文献126

第6章 抗冲击设计的有限元缩聚建模127

6.1 基于变分原理的有限元法127

6.2 矩阵缩减和局部模态消除131

6.2.1 基于刚度矩阵子矩阵普通逆的迭代法131

6.2.2 基于矩阵广义逆的迭代法133

6.2.3 基于子空间迭代的动力缩聚法136

6.2.4 主自由度的选择和局部模态的消除139

6.3 应用举例142

参考文献144

第7章 GAP单元在非线性建模中的应用146

7.1 限位器刚度突变引起的接触-碰撞非线性问题146

7.1.1 限位器冲击刚度的确定146

7.1.2 限位器的限位有限元数学模型150

7.1.3 含限位器的设备的冲击响应分析151

7.1.4 结论152

7.2 Gap单元在多刚体静力学问题中的应用153

7.3 Gap单元在低温真空储罐动态应力响应中的应用153

7.3.1 液压真空储罐冲击响应分析的有限元模型153

7.3.2 零间隙时的动态应力响应154

7.3.3 有间隙时的动态应力响应157

参考文献162

第8章 冲击脉冲和冲击谱的数据分析方法163

8.1 由冲击谱试验数据确定冲击输入163

8.1.1 正弦扫描法165

8.1.2 快速正弦扫描法166

8.1.3 瞬态波组合法167

8.1.4 瞬时矩方法170

8.1.5 随机冲击重构的Karhunen Loeve方法172

8.2 冲击谱的测试174

8.3 冲击谱的数字分析方法176

8.3.1 直接积分方法和FFT法176

8.3.2 Smallwood方法177

8.3.3 Ahlin方法（改进的Smallwood方法）179

参考文献182

第9章 冲击试验机和冲击脉冲的确定183

9.1 冲击实验机的分类183

9.2 冲击波模拟实验机和冲击响应谱模拟试验机183

9.3 强冲击试验机185

9.3.1 轻型冲击机185

9.3.2 中型冲击机188

9.3.3 浮动冲击平台191

9.3.4 海军的其他冲击试验装置194

9.4 由冲击谱试验数据确定冲击脉冲的波形钳制195

9.4.1 前后钳制冲击脉冲的运动学195

9.4.2 跌落试验中的前后钳制198

9.5 波形发生器199

9.5.1 半正弦波形发生器199

9.5.2 其他波形发生器201

参考文献203

第10章 舰船水下爆炸冲击204

10.1 爆炸波特性206

10.1.1 压力波特性206

10.1.2 表面反射和空泡210

10.1.3 冲击系数（因子）213

10.1.4 波动方程215

10.1.5 两种介质间的透射——正入射218

10.2 流固耦合的Taylor平板理论220

10.2.1 应用到空气背衬的自由平板222

10.2.2 FSP作用224

10.2.3 基于Taylor相互作用方程和Nastran程序的水面船实例227

10.3 Mindlin和Bleich方法229

10.4 双逼近DAA法231

10.4.1 流固耦合面的压力和速度之间的关系231

10.4.2 低频和高频时的流固耦合作用的近似关系233

10.4.3 双逼近DAA1方法234

10.4.4 双逼近DAA2方法237

10.5 双逼近法计算冲击响应的步骤240

10.6 计算响应的误差估计方法241

10.7 水面舰艇水下爆炸冲击的计算实例244

参考文献252

附录 恒等式的证明255