球柱结合式多球型耐压结构极限强度特性研究
发布时间：2021-09-12 16:40
为了揭示主要结构参数对多球型耐压结构极限承载能力的影响,以三球交接型耐压结构为研究对象,采用非线性有限元方法,开展了结构参数变化对极限强度的影响研究。通过数值计算与归纳分析,发现开孔系数和厚度对极限强度的影响呈现单调变化,随着开孔系数的增大,结构极限强度衰减速率先增大后减小,其余参数在影响结构效用方面存在较明显的边际效益递减。论文给出了多球交接结构补强方案的最优策略,为深海载人装备用多球耐压结构的设计提供参考。
【文章来源】：中国造船. 2020,61(02)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
多球交接结构
61卷第2期（总第234期）张博文，等：球柱结合式多球型耐压结构极限强度特性研究37图2有限元模型示意图2等径球壳有限元计算分析多球壳交接耐压结构失效模式主要有两种，如图3所示。当柱壳段刚度不足时，柱壳通道在静水压力下先失稳，多球结构破坏位置发生在通道处。当球壳厚度与柱壳相比较小时，在极限载荷作用下球壳在局部凹陷位置产生塑性变形并逐渐扩散，形成塑性铰圆，进而失稳破坏。球柱结合式多球交接结构在受力特征上与球壳大开孔结构相似，相比于完整球壳，结构极限强度存在不同程度的衰减。本文将通过大量的非线性数值计算分析，给出各结构参数变化对结构极限强度的影响规律，基准参数设定为1c0.0367，2zc0.7R2100mm，31c0.2L600mm，42c0.13L400mm，5zc0.0617t185mm，61cc，计算分析中的参数变动范围如表1所示。（a）柱段失稳破坏（b）球壳失稳破坏图3多球交接结构极限载荷下位移云图2.1参数c2的影响整理计算结果，将7c（表示结构极限承载能力）随2c（表示球壳开孔系数）的变化绘制在图4中，图4(a)表示柱壳及球壳局部加强厚度（6c和5c）变化时，参数7c随2c变化，图4(b)表示柱壳段内伸围壁和外延围壁尺寸（3c和4c）变化时，参数7c随2c变化。可以看出，多球交接结构承载能力随着开孔尺寸的增大呈明显的衰减趋势。当开孔系数2c0.75zR2250mm时，结构极限承载能力衰减速率显著增大，当开孔系数2zc0.825R2475mm时，结构极限承载能力衰减速率开始减小，衰减系数随开孔系数的增大近似呈现多段线性。当开孔尺寸增加时，柱壳段刚度逐渐减弱，成为?
多球交接结构（a）柱段失稳破坏
【参考文献】：
期刊论文
[1]水下生产系统发展现状和研究热点[J]. 李志刚,贾鹏,王洪海,张宁,王立权. 哈尔滨工程大学学报. 2019(05)
[2]大深度潜器载人球壳开孔强度的理论计算及试验验证[J]. 李文跃,欧阳吕伟,李艳青,沈允生,刘涛,陈鹏. 船舶力学. 2016(10)
[3]深水耐压壳仿生设计与分析[J]. 张建,王纬波,高杰,王明禄,唐文献,吴文伟. 船舶力学. 2015(11)
[4]藕节形大深度潜水器耐压壳体强度与稳定性研究[J]. 伍莉,陈爱志,陈小宁,张涛,刘土光,刘均. 船舶力学. 2010(Z1)
[5]多球交接耐压壳结构优化问题的研究[J]. 苟鹏,崔维成. 船舶力学. 2009(02)
[6]基于Kriging模型的深潜器多球交接耐压壳结构优化[J]. 苟鹏,崔维成. 船舶力学. 2009(01)
[7]藕节形大深度潜水器耐压壳体优化设计[J]. 伍莉,孟凡明,陈小宁,张涛,刘土光,刘均. 船舶力学. 2008(01)
硕士论文
[1]多球交接耐压壳屈曲特性数值分析与试验研究[D]. 相凯.江苏科技大学 2018
本文编号：3394576
【文章来源】：中国造船. 2020,61(02)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
多球交接结构
61卷第2期（总第234期）张博文，等：球柱结合式多球型耐压结构极限强度特性研究37图2有限元模型示意图2等径球壳有限元计算分析多球壳交接耐压结构失效模式主要有两种，如图3所示。当柱壳段刚度不足时，柱壳通道在静水压力下先失稳，多球结构破坏位置发生在通道处。当球壳厚度与柱壳相比较小时，在极限载荷作用下球壳在局部凹陷位置产生塑性变形并逐渐扩散，形成塑性铰圆，进而失稳破坏。球柱结合式多球交接结构在受力特征上与球壳大开孔结构相似，相比于完整球壳，结构极限强度存在不同程度的衰减。本文将通过大量的非线性数值计算分析，给出各结构参数变化对结构极限强度的影响规律，基准参数设定为1c0.0367，2zc0.7R2100mm，31c0.2L600mm，42c0.13L400mm，5zc0.0617t185mm，61cc，计算分析中的参数变动范围如表1所示。（a）柱段失稳破坏（b）球壳失稳破坏图3多球交接结构极限载荷下位移云图2.1参数c2的影响整理计算结果，将7c（表示结构极限承载能力）随2c（表示球壳开孔系数）的变化绘制在图4中，图4(a)表示柱壳及球壳局部加强厚度（6c和5c）变化时，参数7c随2c变化，图4(b)表示柱壳段内伸围壁和外延围壁尺寸（3c和4c）变化时，参数7c随2c变化。可以看出，多球交接结构承载能力随着开孔尺寸的增大呈明显的衰减趋势。当开孔系数2c0.75zR2250mm时，结构极限承载能力衰减速率显著增大，当开孔系数2zc0.825R2475mm时，结构极限承载能力衰减速率开始减小，衰减系数随开孔系数的增大近似呈现多段线性。当开孔尺寸增加时，柱壳段刚度逐渐减弱，成为?
多球交接结构（a）柱段失稳破坏
【参考文献】：
期刊论文
[1]水下生产系统发展现状和研究热点[J]. 李志刚,贾鹏,王洪海,张宁,王立权. 哈尔滨工程大学学报. 2019(05)
[2]大深度潜器载人球壳开孔强度的理论计算及试验验证[J]. 李文跃,欧阳吕伟,李艳青,沈允生,刘涛,陈鹏. 船舶力学. 2016(10)
[3]深水耐压壳仿生设计与分析[J]. 张建,王纬波,高杰,王明禄,唐文献,吴文伟. 船舶力学. 2015(11)
[4]藕节形大深度潜水器耐压壳体强度与稳定性研究[J]. 伍莉,陈爱志,陈小宁,张涛,刘土光,刘均. 船舶力学. 2010(Z1)
[5]多球交接耐压壳结构优化问题的研究[J]. 苟鹏,崔维成. 船舶力学. 2009(02)
[6]基于Kriging模型的深潜器多球交接耐压壳结构优化[J]. 苟鹏,崔维成. 船舶力学. 2009(01)
[7]藕节形大深度潜水器耐压壳体优化设计[J]. 伍莉,孟凡明,陈小宁,张涛,刘土光,刘均. 船舶力学. 2008(01)
硕士论文
[1]多球交接耐压壳屈曲特性数值分析与试验研究[D]. 相凯.江苏科技大学 2018
本文编号：3394576
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/chuanbolw/3394576.html
