技術(shù)特征：

1.一種基于基底大質(zhì)量法的艉軸密封裝置抗沖擊計(jì)算方法，其特征在于實(shí)現(xiàn)步驟如下：

第一步：建立艉軸密封裝置有限元分析模型；

第二步：選擇基底大質(zhì)量法進(jìn)行分析，將艉軸密封裝置設(shè)為一個(gè)或多個(gè)附著于艦船的大質(zhì)量單元M，大質(zhì)量單元M通過一個(gè)點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)，即在有限元分析模型中建立一個(gè)點(diǎn)，賦予該點(diǎn)的質(zhì)量為艦船的質(zhì)量，并依據(jù)艉軸密封裝置與艦船的約束關(guān)系，建立艉軸密封裝置與該點(diǎn)的約束，從而實(shí)現(xiàn)大質(zhì)量單元，該點(diǎn)即為大質(zhì)量點(diǎn)；釋放艉軸密封裝置運(yùn)動(dòng)方向的約束，并在大質(zhì)量點(diǎn)施加動(dòng)力P_b模擬沖擊載荷作用，其中：

$P_b=M_{bb}{\stackrel{\·\·}{U}}_g$

式中，M_bb為大質(zhì)量點(diǎn)的質(zhì)量矩陣，為基礎(chǔ)激勵(lì)；

第三步：根據(jù)艙內(nèi)設(shè)備抗沖擊計(jì)算方法和附體設(shè)備抗沖擊計(jì)算方法，得到的沖擊載荷譜和對(duì)應(yīng)沖擊載荷加載位置；

第四步：根據(jù)第三步得到的沖擊載荷譜和對(duì)應(yīng)沖擊載荷加載位置，施加到艉軸密封裝置的有限元分析模型上，采用艙內(nèi)設(shè)備抗沖擊計(jì)算方法進(jìn)行抗沖擊計(jì)算；

第五步：根據(jù)第三步提到的附體設(shè)備抗沖擊計(jì)算方法，水下爆炸沖擊載荷譜是根據(jù)艦船的工作環(huán)境而確定的，在此僅自定義水下爆炸沖擊載荷譜和對(duì)應(yīng)沖擊載荷加載位置，施加到艉軸密封裝置的有限元分析模型上，采用附體設(shè)備抗沖擊計(jì)算方法進(jìn)行抗沖擊計(jì)算；

第六步：根據(jù)第四步和第五步得到的抗沖擊計(jì)算結(jié)果，提取關(guān)注部件連接螺栓的等效應(yīng)力時(shí)域曲線和桿部平均應(yīng)力時(shí)域曲線，判斷艉軸密封裝置在沖擊載荷作用下是否滿足要求，完成基于基底大質(zhì)量法的艉軸密封裝置的抗沖擊計(jì)算。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于基底大質(zhì)量法的艉軸密封裝置抗沖擊計(jì)算方法，其特征在于：所述第一步建立的有限元分析模型中，對(duì)艉軸密封裝置中的彈簧組結(jié)構(gòu)用殼單元shell181進(jìn)行模擬，其余零部件采用體單元進(jìn)行模擬；體單元進(jìn)行模擬時(shí)，六面體網(wǎng)格采用solid45單元模擬，四面體或金字塔網(wǎng)格采用solid95模擬。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于基底大質(zhì)量法的艉軸密封裝置抗沖擊計(jì)算方法，其特征在于：所述第二步中，大質(zhì)量單元M_bb為艉軸密封裝置總質(zhì)量的10⁴-10⁸倍。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于基底大質(zhì)量法的艉軸密封裝置抗沖擊計(jì)算方法，其特征在于：所述第二步中，基底大質(zhì)量法是通過在艦船結(jié)構(gòu)基底，即大質(zhì)量點(diǎn)施加力荷載或位移模擬沖擊載荷作用。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于基底大質(zhì)量法的艉軸密封裝置抗沖擊計(jì)算方法，其特征在于：所述第三步，根據(jù)艉軸密封裝置在船體的安裝位置，確定沖擊載荷譜和沖擊載荷加載位置具體過程如下；

(1)確定艙內(nèi)設(shè)備抗沖擊計(jì)算方法的沖擊載荷譜

①艉軸密封裝置安裝位置屬于船體和外板安裝部位，確定標(biāo)稱加速度譜A₀和標(biāo)稱速度譜V₀：

$A_0=196.2\×\frac{(17.01+m_a)(5.44+m_a)}{{(2.72+m_a)}^2},V_0=1.52\×\frac{5.44+m_a}{2.72+m_a}$

其中m_a為艉軸密封裝置的模態(tài)質(zhì)量，單位為t；A₀為標(biāo)稱加速度譜，單位為m/s²；V₀為標(biāo)稱速度譜，單位為m/s；

②艉軸密封裝置受到?jīng)_擊載荷包括垂向、橫向、縱向三個(gè)方向的沖擊載荷作用，一般水下非接觸爆炸對(duì)設(shè)備產(chǎn)生的沖擊損傷，垂向>橫向>縱向沖擊，根據(jù)國外的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，確定艉軸密封裝置各個(gè)方向的標(biāo)稱加速度譜和標(biāo)稱速度譜：垂向A_0垂＝A₀，V_0垂＝0.4V₀，橫向A_0橫＝0.4A₀，V_0橫＝0.4V₀，縱向A_0縱＝0.2A₀，V_0縱＝0.2V₀；

③沖擊載荷譜轉(zhuǎn)換為雙三角時(shí)域加速度曲線輸入到計(jì)算軟件中，雙三角時(shí)域加速度曲線的時(shí)間節(jié)點(diǎn)和峰值的確定如下，起始時(shí)間節(jié)點(diǎn)為零時(shí)刻：

A₁＝0.6A

t₂＝1.5V/A₁

$t_4=\frac{6.3D-1.6A_1{t_2}^2}{1.6A_1{t}_2}+t_2$

A₂＝-A₁t₂/(t₄-t₂)

t₁＝0.6V/A₁

t₃＝t₂+0.6(t₄-t₂)

式中：t₁、t₂、t₃、t₄為雙三角時(shí)域加速度曲線的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，A₁、為t₁時(shí)刻對(duì)應(yīng)的峰值，A₂為t₃時(shí)刻對(duì)應(yīng)的峰值，D為垂向、橫向、縱向三個(gè)方向的等位移譜值，V為垂向、橫向、縱向三個(gè)方向的等速度譜值；

從而得到三個(gè)方向的雙三角時(shí)域加速度曲線；

(2)確定艙內(nèi)設(shè)備抗沖擊計(jì)算方法的加載位置

艉軸密封裝置通過安裝座體和驅(qū)動(dòng)環(huán)與艦船連接，安裝座體和驅(qū)動(dòng)環(huán)分別屬于艉軸密封裝置上的零部件，當(dāng)沖擊載荷譜作用在艦船上時(shí)，通過安裝座體和驅(qū)動(dòng)環(huán)傳遞到艉軸密封裝置上；將模擬艦船的大質(zhì)量單元M與安裝座體和驅(qū)動(dòng)環(huán)與艦船連接的端面建立耦合，從而模擬艦船與艉軸密封裝置的安裝關(guān)系；模擬艦船的大質(zhì)量單元M就是沖擊載荷譜的加載位置。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于基底大質(zhì)量法的艉軸密封裝置抗沖擊計(jì)算方法，其特征在于：第五步所述的附體設(shè)備抗沖擊計(jì)算方法是指，既滿足艙內(nèi)設(shè)備的抗沖擊指標(biāo)，又要滿足水下爆炸載荷作用下的強(qiáng)度要求：

(1)水下爆炸載荷譜的確定

水下爆炸載荷譜根據(jù)艦船的工作環(huán)境而確定，可能受到魚雷爆炸或嚴(yán)酷水下環(huán)境沖擊的作用，在此自定義時(shí)域加速度曲線模擬水下爆炸載荷譜；

(2)附體設(shè)備抗沖擊計(jì)算的加載位置

附體設(shè)備抗沖擊計(jì)算方法是在艙內(nèi)設(shè)備抗沖擊計(jì)算方法的基礎(chǔ)上加上水下爆炸載荷譜；水下爆炸載荷是直接作用在艉軸上；艉軸是與艉軸密封裝置中驅(qū)動(dòng)環(huán)連接的軸，一端與驅(qū)動(dòng)環(huán)連接，另一端連接螺旋槳；在有限元分析中，通過建立梁?jiǎn)卧獊砟M艉軸，水下爆炸載荷譜作用在艉軸與螺旋槳連接的一端。