某舰船发射装置基座结构强度计算方法研究

发布时间：2017-09-28 19:30

  本文关键词：某舰船发射装置基座结构强度计算方法研究

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【摘要】：本文以某舰船发射装置基座结构为研究对象,在以往研究成果的基础上重点研究了考虑残余应力及材料本身缺陷下的基座结构强度。针对发射装置基座结构设计,利用有限元软件建立三维模型,考虑到结构的复杂性,在满足计算精度的前提下对基座进行了一定的简化,其中包括小的开孔不予考虑,球扁钢头部采用近似的梁单元进行模拟。整个基座结构以壳单元和梁单元进行模拟。以基座结构组成—加筋板结构为研究对象,运用完全耦合及顺序耦合方法对焊接残余应力进行模拟；以屈曲及后屈曲分析方法对结构几何缺陷进行模拟,并以该模拟方法对基座结构引入初始缺陷。在不考虑结构缺陷的条件下,将基座所受外力视为恒定值进行准静态分析,以此检验结构设计的合理性,并与现有国家军用标准对比分析,得出有限元计算基座结构中支柱、加强筋、卷筒等重点部位的可靠性。对考虑焊接残余应力及结构几何缺陷的基座结构进行有限元分析,并将结果与国家军用标准及理想模型对照,相比之下其结构应力状态有所提高,在此基础上研究了动力放大系数与后坐力增长持续时间及作用持续时间的关系,并解释了上述计算结果的差异性,为国家军用标准中关于动力放大系数的计算提供了一定的参考价值。
【关键词】：基座 焊接残余应力 几何缺陷 动力放大系数
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U674.703.5
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 选题的依据及意义8-9
• 1.1.1 选题的提出8
• 1.1.2 选题的意义8-9
• 1.2 发射装置基座结构强度研究现状9-11
• 1.2.1 结构初始缺陷研究现状9-10
• 1.2.2 加筋板强度研究现状10
• 1.2.3 基座结构强度研究现状10-11
• 1.3 课题的来源及主要研究内容11-13
• 1.3.1 课题来源11
• 1.3.2 课题主要研究内容11-13
• 2 发射装置基座结构强度分析方法13-26
• 2.1 发射装置基座强度概述13-14
• 2.2 基座结构强度问题传统计算方法14-15
• 2.3 有限元分析方法15-18
• 2.3.1 有限元分析方法基本思想15
• 2.3.2 有限元分析过程15-18
• 2.4 发射装置基座结构有限元计算方法18-24
• 2.4.1 非线性问题的分类18-19
• 2.4.2 非线性有限元问题求解方法19-24
• 2.5 初始缺陷的考虑24-25
• 2.5.1 残余应力模拟方法介绍24-25
• 2.5.2 初始挠度模拟方法介绍25
• 2.6 基座结构强度研究方法25
• 2.7 本章小结25-26
• 3 加筋板焊接残余应力的模拟26-38
• 3.1 焊接过程有限元理论26-28
• 3.1.1 焊接温度场理论26-27
• 3.1.2 焊接过程力学准则27
• 3.1.3 焊接模型简化及假设27-28
• 3.2 热源选取及参数确定28-32
• 3.2.1 热源模型简介28-29
• 3.2.2 热源模型选取及建立29-30
• 3.2.3 材料定义30-31
• 3.2.4 边界换热系数确定31
• 3.2.5 热力耦合方法31-32
• 3.3 焊接残余应力模拟32-37
• 3.3.1 加筋板模型建立32
• 3.3.2 完全耦合32-35
• 3.3.3 顺序耦合35-36
• 3.3.4 结果分析36-37
• 3.4 本章小结37-38
• 4 初始挠度的模拟38-47
• 4.1 加筋板失效形式38
• 4.2 线性及非线性屈曲分析理论38-40
• 4.2.1 线性屈曲分析理论分析基础38-39
• 4.2.2 非线性屈曲分析理论基础39-40
• 4.3 初始挠度模拟方法40-41
• 4.4 加筋板初始挠度分析41-46
• 4.4.1 屈曲模态缺陷系数的选取41-43
• 4.4.2 不同载荷比例作用下初始挠度分析43-46
• 4.5 本章小结46-47
• 5 静力学分析及理论强度计算47-59
• 5.1 静力学分析基础47-48
• 5.2 发射装置基座结构有限元建模48-49
• 5.2.1 基座有限元建模主要原则48
• 5.2.2 单元类型48
• 5.2.3 方向定义48
• 5.2.4 网格划分48
• 5.2.5 模型范围48-49
• 5.3 基座结构静力学分析49-52
• 5.3.1 基座载荷确定49
• 5.3.2 约束处理49-50
• 5.3.3 准静态工况分析50-52
• 5.4 基于GJB/Z 119-99基座结构强度计算52-58
• 5.4.1 动力放大系数K的计算52-54
• 5.4.2 作用在基座结构上的力54-56
• 5.4.3 发射装置基座结构的强度校核56-58
• 5.5 本章小结58-59
• 6 考虑缺陷的基座结构强度计算研究59-71
• 6.1 缺陷的考虑59
• 6.2 初始缺陷的模拟及强度分析59-61
• 6.3 结果对比分析61-64
• 6.4 后坐力作用时间对动力放大系数的影响研究64-70
• 6.4.1 结构阻尼64-65
• 6.4.2 动力放大系数65-70
• 6.5 本章小结70-71
• 7 结束语71-73
• 7.1 工作总结71-72
• 7.2 研究展望72-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-78
• 附录78

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本文编号：937693