深海着陆器设计及力学特性研究
发布时间：2022-01-25 19:05
本文设计了一种深海着陆器的整体结构,首先利用有限元分析软件对它的结构进行了静力学分析,然后根据深海着陆器在水下的运动状态对其入水过程和沉底碰撞过程进行了动力学分析。主要内容包括:（1）介绍了深海着陆器的发展历程和国内外研究现状。（2）对深海着陆器的整体结构框架进行设计,对浮体材料进行选择,对重要的结构进行静力学分析和结构优化设计,在满足工作要求的前提下得到了耐压容器内径和壁厚的最优组合。（3）由于深海着陆器在入水后在表层海面会受到洋流的影响,利用CFX软件对这个过程进行了动力学仿真,计算出深海着陆器受到的阻力大小,并且根据得到的数据计算入水后相对于静止不动的母船的位移,便于深海着陆器的定位和工作结束后的回收。（4）深海着陆器在沉底的过程中会与海底沉积物发生碰撞,包括两种情况:一种是与柔性沉积物发生碰撞;另一种是与刚体放生碰撞。利用LS-DYNA软件对这两种情况进行动力学仿真分析,得到碰撞过程中深海着陆器在柔性沉积物中的下陷深度和受到的碰撞反力大小。然后根据得到的最大碰撞反力,分析框架结构的应力和应变情况,得到的结果满足设计要求。
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国际现状
1.2.2 国内现状
1.3 本文的研究内容和主要工作
第2章 深海着陆器结构设计
2.1 深海着陆器总体设计
2.2 深海着陆器主要结构设计
2.2.1 整体框架设计
2.2.2 浮体材料的选择
2.3 耐压筒的结构设计及有限元分析
2.3.1 耐压筒材料的选择
2.3.2 耐压筒的结构优化设计
2.4 整体框架的静力学仿真分析
2.5 深海着陆器平衡计算
2.5.1 深海着陆器重心估算
2.5.2 深海着陆器入水后浮心位置估算
2.6 本章小结
第3章 深海着陆器入水阻力仿真分析
3.1 深海着陆器计算模型的建立
3.1.1 基本控制方程
3.1.2 湍流模型的选择
3.1.3 深海着陆器的模型简化
3.2 网格划分及边界条件设置
3.2.1 外流场计算域的建立
3.2.2 外流场计算域网格划分
3.2.3 边界条件和初始条件设置
3.2.4 ANSYS CFX前处理过程
3.2.5 结果后处理
3.3 流体阻力分析
3.4 深海着陆器入水后位移计算
3.5 本章小结
第4章 深海着陆器沉底动力学分析
4.1 柔性沉积物沉底接触仿真分析
4.1.1 创建接触几何模型
4.1.2 设定材料属性
4.1.3 网格划分
4.1.4 施加约束
4.1.5 利用LS-DYNA进行结果后处理
4.2 刚性沉积物沉底接触仿真分析
4.3 坐底过程中结构框架的稳定性分析
4.3.1 结构框架一个底角受力仿真分析
4.3.2 结构框架一个底边受力仿真分析
4.3.3 结构框架整个底面受力仿真分析
4.4 本章小结
第5章 总结与展望
参考文献
在校期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]稀软底质表面深海采矿作业车触底特性分析[J]. 程阳锐,曾轩,李小艳,郑皓. 矿冶工程. 2018(06)
[2]水下机器人碰撞动力学仿真与分析[J]. 钱光跃. 山东工业技术. 2018(19)
[3]南海海底沉积物声学物理参数测定的温度和时间优化研究[J]. 罗云,侯正瑜,田雨杭,许安涛,陈忠. 热带海洋学报. 2018(04)
[4]基于LS-DYNA农用三轮车车架的碰撞仿真[J]. 王会刚,崔钺,王伟. 机械研究与应用. 2018(03)
[5]全海深浮力材料发展综述[J]. 何成贵,张培志,郭方全,祁海,吴芬,韩伟月. 机械工程材料. 2017(09)
[6]基于离散元方法的月球着陆器冲击月壤过程分析[J]. 梁绍敏,王永滨,季顺迎. 航天返回与遥感. 2017(04)
[7]物体重心位置之判定法[J]. 陈刚,王金聚. 物理之友. 2017(03)
[8]深渊着陆器技术研究及马里亚纳海沟科考应用[J]. 陈俊,张奇峰,李俊,张艾群. 海洋技术学报. 2017(01)
[9]基于显示动力学的汽车保险杠有限元分析[J]. 王铁,梁晨. 黑龙江科技信息. 2016(02)
[10]深海玻璃浮球综述[J]. 王华文,董为勇. 建材世界. 2015(06)
硕士论文
[1]深海着陆器入水及坐底过程动力学分析[D]. 汤叶青.杭州电子科技大学 2018
[2]土与结构的大变形单边接触研究[D]. 余继江.湖南工业大学 2017
[3]ROV本体结构设计及动力学仿真研究[D]. 孙英顺.杭州电子科技大学 2016
[4]基于CFD技术的高压通海阀内流道优化[D]. 刘海丰.哈尔滨工程大学 2013
[5]基于FLUNET的真空系统元件气体流动模拟计算方法的研究[D]. 刘金策.东北大学 2010
[6]风机叶轮用合金钢材料及其焊接接头性能分析[D]. 赵宾灵.西安理工大学 2010
[7]轴流泵出口环量对出水流道损失影响的数值模拟研究[D]. 蔡金来.扬州大学 2009
[8]调节阀内部流场的数值模拟及优化分析[D]. 张伟政.兰州理工大学 2007
[9]湍流超细粉碎设备的流场数值模拟[D]. 侯立国.兰州理工大学 2006
本文编号：3609054
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国际现状
1.2.2 国内现状
1.3 本文的研究内容和主要工作
第2章 深海着陆器结构设计
2.1 深海着陆器总体设计
2.2 深海着陆器主要结构设计
2.2.1 整体框架设计
2.2.2 浮体材料的选择
2.3 耐压筒的结构设计及有限元分析
2.3.1 耐压筒材料的选择
2.3.2 耐压筒的结构优化设计
2.4 整体框架的静力学仿真分析
2.5 深海着陆器平衡计算
2.5.1 深海着陆器重心估算
2.5.2 深海着陆器入水后浮心位置估算
2.6 本章小结
第3章 深海着陆器入水阻力仿真分析
3.1 深海着陆器计算模型的建立
3.1.1 基本控制方程
3.1.2 湍流模型的选择
3.1.3 深海着陆器的模型简化
3.2 网格划分及边界条件设置
3.2.1 外流场计算域的建立
3.2.2 外流场计算域网格划分
3.2.3 边界条件和初始条件设置
3.2.4 ANSYS CFX前处理过程
3.2.5 结果后处理
3.3 流体阻力分析
3.4 深海着陆器入水后位移计算
3.5 本章小结
第4章 深海着陆器沉底动力学分析
4.1 柔性沉积物沉底接触仿真分析
4.1.1 创建接触几何模型
4.1.2 设定材料属性
4.1.3 网格划分
4.1.4 施加约束
4.1.5 利用LS-DYNA进行结果后处理
4.2 刚性沉积物沉底接触仿真分析
4.3 坐底过程中结构框架的稳定性分析
4.3.1 结构框架一个底角受力仿真分析
4.3.2 结构框架一个底边受力仿真分析
4.3.3 结构框架整个底面受力仿真分析
4.4 本章小结
第5章 总结与展望
参考文献
在校期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]稀软底质表面深海采矿作业车触底特性分析[J]. 程阳锐,曾轩,李小艳,郑皓. 矿冶工程. 2018(06)
[2]水下机器人碰撞动力学仿真与分析[J]. 钱光跃. 山东工业技术. 2018(19)
[3]南海海底沉积物声学物理参数测定的温度和时间优化研究[J]. 罗云,侯正瑜,田雨杭,许安涛,陈忠. 热带海洋学报. 2018(04)
[4]基于LS-DYNA农用三轮车车架的碰撞仿真[J]. 王会刚,崔钺,王伟. 机械研究与应用. 2018(03)
[5]全海深浮力材料发展综述[J]. 何成贵,张培志,郭方全,祁海,吴芬,韩伟月. 机械工程材料. 2017(09)
[6]基于离散元方法的月球着陆器冲击月壤过程分析[J]. 梁绍敏,王永滨,季顺迎. 航天返回与遥感. 2017(04)
[7]物体重心位置之判定法[J]. 陈刚,王金聚. 物理之友. 2017(03)
[8]深渊着陆器技术研究及马里亚纳海沟科考应用[J]. 陈俊,张奇峰,李俊,张艾群. 海洋技术学报. 2017(01)
[9]基于显示动力学的汽车保险杠有限元分析[J]. 王铁,梁晨. 黑龙江科技信息. 2016(02)
[10]深海玻璃浮球综述[J]. 王华文,董为勇. 建材世界. 2015(06)
硕士论文
[1]深海着陆器入水及坐底过程动力学分析[D]. 汤叶青.杭州电子科技大学 2018
[2]土与结构的大变形单边接触研究[D]. 余继江.湖南工业大学 2017
[3]ROV本体结构设计及动力学仿真研究[D]. 孙英顺.杭州电子科技大学 2016
[4]基于CFD技术的高压通海阀内流道优化[D]. 刘海丰.哈尔滨工程大学 2013
[5]基于FLUNET的真空系统元件气体流动模拟计算方法的研究[D]. 刘金策.东北大学 2010
[6]风机叶轮用合金钢材料及其焊接接头性能分析[D]. 赵宾灵.西安理工大学 2010
[7]轴流泵出口环量对出水流道损失影响的数值模拟研究[D]. 蔡金来.扬州大学 2009
[8]调节阀内部流场的数值模拟及优化分析[D]. 张伟政.兰州理工大学 2007
[9]湍流超细粉碎设备的流场数值模拟[D]. 侯立国.兰州理工大学 2006
本文编号：3609054
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/chuanbolw/3609054.html
