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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