Dynamisk designanalysmetod
Den dynamiska designanalysmetoden (DDAM) är en analytisk procedur utvecklad av den amerikanska flottan för att utvärdera designen av utrustning som utsätts för dynamisk belastning orsakad av undervattensexplosioner (UNDEX). Analysen använder en form av chockspektrumanalys som uppskattar en komponents dynamiska respons på chockbelastning orsakad av en plötslig rörelse av ett marinfartyg. Den analytiska processen simulerar interaktionen mellan den stötbelastade komponenten och dess fasta struktur, och det är en standard marinteknisk procedur för strukturell dynamik ombord .
Bakgrund och motivering
nödvändig för uppdraget ombord på militära ytfartyg och ubåtar måste vara kvalificerad för chockbelastningar under vattnet orsakade av djupladdningar, sjöminor , missiler och torpeder . En undervattensexplosion i närheten av ett fartyg eller ubåt kan vara förödande för fartygets stridsberedskap. Skador kan uppstå i form av diskad skrovplätering eller ännu allvarligare hål i skrovet. Dessutom kanske vissa skador inte är uppenbara och kan uppstå som ett resultat av stötvågsbelastning av utrustning och system ombord på fartyget. Skador på utrustningen kan göra ett fartyg ur funktion. Mycket forskningsansträngning har lagts ned på att studera undervattenschock, särskilt under perioden efter andra världskriget där det blev uppenbart att flottans fartyg kunde inaktiveras av en beröringsfri undervattensexplosion. Sålunda gjordes en samlad ansträngning för att försöka göra fartygsutrustning mer motståndskraftig mot stötar. Detta uppnåddes genom laboratoriechocktestning av utrustning innan den installerades ombord på fartyg. Med framstegen inom datorsimulering och modellering är det nu möjligt att simulera ett fartygs svar på en undervattensexplosion och att identifiera potentiella problem eller misslyckanden utan omfattande fälttester. Genom att använda DDAM-analystekniker sparas pengar och tid.
Analysmetodik
DDAM simulerar växelverkan mellan den stötbelastade komponenten och dess fasta struktur, eftersom fri rörelse av ett örlogsfartyg i vatten producerar ett högre stötspektrum än en tung struktur skulle göra när den är monterad på en markyta. DDAM tar hänsyn till interaktion i förhållande till utrustningens massa, dess monteringsplats och orienteringen av utrustningen på fartyget.
Ingenjörer använder analysmjukvara för finita elementmetoder för att verifiera konstruktioner med DDAM-datorsimuleringar som modellerar de kända egenskaperna hos undervattensexplosionsfenomen såväl som ytfartygets eller ubåtskroppens svar på stötbelastning och applicering av ett stötspektra för att tillämpa lämpliga stötreaktioner vid monteringen av fartygsutrustning (t.ex. master, framdrivningsaxlar, roder, roderstockar, lager, avgasupptag och andra kritiska strukturer) på grund av undervattensexplosioner. Den analytiska processen beskrivs i NAVSEA 0908-LP-000-3010, Shock Design Criteria for Surface Ships som tillhandahåller tekniska kriterier för chockdesignberäkningar och ger allmän bakgrund och utbildningsmaterial angående tillämpning av DDAM.
Ett antal kommersiellt tillgängliga datormodellerings- och simuleringsprogram finns tillgängliga för att hjälpa till med denna uppgift. Efter att analytikern utfört en naturlig frekvensanalys för att bestämma modens former och naturliga frekvenser, använder DDAM-processen sedan ett inmatningsspektrum av stötdesignvärden (dvs. förskjutningar eller accelerationer) baserat på data från en serie oklassificerade rapporter från Naval Research Laboratory ( främst MR-1396, Design Values for Shock Design of Shipboard Equipment and FR-6267, Background for Mechanical Shock Design of Ships ) . Överensstämmelsestandarder för DDAM-simulerings- och analysmjukvara upprätthålls av Naval Sea Systems Command (NAVSEA).
Rapporteringsformat
Naval Sea Systems Command (NAVSEA) etablerade ett standardiserat format för att beskriva innehållet och formaten för publicering av resultat av DDAM-analyser och tekniska rapporter. Dessa mallar kallas Data Item Descriptions (DID); när dessa väl har specificerats eller skräddarsytts för ett specifikt kontrakt blir de kontraktsdatakravslistposter (CDRL) som representerar de leveransbara artiklarna i ett kontrakt. Exakt vilka uppgifter som krävs för leverans beror på projektets karaktär. DID:erna för DDAM-aktiviteter är analysrapporten, dynamisk chock , matematisk modellrapport, dynamisk chockanalys och begäran om tillägg för dynamisk chockanalys .