基于有限元法的氧气减压器强度分析

发布时间：2017-10-02 16:00

  本文关键词：基于有限元法的氧气减压器强度分析

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【摘要】：本文针对氧气减压器的强度进行了研究,采用了有限元法对其在正常工作下与失效条件下的36种工况进行了结构强度分析,并采用正交试验设计的方法对影响壳体应力的压强、惯性力、弹性模量及泊松比进行了灵敏度分析及结构材料参数的优选。本文主要研究内容包括:1.利用CATIA软件建立了氧气减压器的几何模型,并将其导入有限元软件ANSYS Workbench中,对氧气减压器在正常工作下进行了弹性有限元静强度分析、在失效条件下进行了弹塑性有限元的静强度分析,在冲击载荷下分别对正常和失效工况进行了动强度分析与校核。并对其进行了水压试验,试验结果表明,氧气减压器设计合理,满足强度要求,同时验证了有限元分析的合理性。2.采用正交试验的方法,对影响氧气减压器壳体应力的压强、惯性力、弹性模量及泊松比进行了灵敏度分析并对材料参数进行了优选,为氧气减压器的结构设计提供了新的思路,为将来产品的升级,新材料的使用提供了可借鉴的经验。通过上述分析,得到的结论如下:在正常工作下,氧气减压器在弹性应力范围内,不存在危险,而在失效工况下,氧气减压器壳体薄弱截面进入弹塑性状态,但塑性区域仅占20%左右,结构稳定,不会发生塑性破坏,而从36个工况分析结果及正交计算试验可以看出,影响氧气减压器壳体强度的主要是内部氧气的压力,惯性力影响很小,同时由正交分析结果看出,壳体弹性模量对减压器的强度有重要影响,并得出减压器最优的材料组合。
【关键词】：氧气减压器 强度 有限元法 壳体 正交试验
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V245.31
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注释表12-14
• 第一章 绪论14-21
• 1.1 研究背景及意义14-17
• 1.1.1 飞机供氧系统的介绍14-15
• 1.1.2 氧气减压器的介绍15-17
• 1.1.3 课题的来源与研究的意义17
• 1.2 国内外结构强度分析的研究概况17-19
• 1.3 本文研究的主要内容19-21
• 第二章 弹塑性力学问题有限元分析基本原理21-40
• 2.1 弹性力学问题有限元概述21-26
• 2.1.1 基本方程21-24
• 2.1.2 利用最小势能原理建立有限元方程24-26
• 2.2 弹塑性力学问题有限元概述26-33
• 2.2.1 材料的塑性性质26-27
• 2.2.2 弹塑性理论27-33
• 2.3 瞬态动力学问题有限元概述33-34
• 2.4 软件的介绍34-38
• 2.4.1 CATIA软件的介绍34-35
• 2.4.2 ANSYS软件介绍35
• 2.4.3 ANSYSWorkbench软件介绍35-38
• 2.5 本章小结38-40
• 第三章 氧气减压器有限元分析40-66
• 3.1 有限元模型的建立40-46
• 3.1.1 模型建立40-41
• 3.1.2 模型简化41-42
• 3.1.3 材料属性的设置42
• 3.1.4 接触设置42-43
• 3.1.5 网格划分43-44
• 3.1.6 网格独立性验证44-46
• 3.2 氧气减压器静强度分析46-53
• 3.2.1 施加载荷与约束46-48
• 3.2.2 工况制定48-49
• 3.2.3 计算结果及分析49-53
• 3.3 氧气减压器动强度分析53-63
• 3.3.1 氧气减压器冲击载荷施加54-55
• 3.3.2 制定工况55
• 3.3.3 计算结果及分析55-63
• 3.4 氧气减压器静强度试验验证63-64
• 3.5 本章小结64-66
• 第四章 壳体应力灵敏度分析及结构材料参数的优选66-72
• 4.1 正交试验设计的介绍66-67
• 4.1.1 正交试验设计的基本概念66
• 4.1.2 正交试验设计的原理66-67
• 4.1.3 正交试验设计的基本程序67
• 4.2 壳体应力灵敏度分析及结构材料参数的优选67-71
• 4.2.1 灵敏度分析67-69
• 4.2.2 结构材料参数的优选69-71
• 4.3 本章小结71-72
• 第五章 结论与展望72-74
• 5.1 总结72-73
• 5.2 展望73-74
• 参考文献74-77
• 致谢77-78
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 秦斌;李小灵;王冰;;菱形独立液舱晃荡载荷分析及强度评估研究[J];船舶与海洋工程;2015年05期

2 商金华;张兰春;徐俊祥;;有限差分法在电厂地下结构设计中的应用[J];电力勘测设计;2015年02期

3 殷德胜;尹栓;周宜红;;裂缝分析的比例边界有限元与有限元耦合的虚拟结构面模型[J];计算力学学报;2014年06期

4 钟红;暴艳利;林皋;;基于多边形比例边界有限元的重力坝裂缝扩展过程模拟[J];水利学报;2014年S1期

5 蒋拓;刘志峰;方庆t/;成焕波;李波;;基于有限元法的轴向柱塞泵缸体强度分析[J];流体传动与控制;2014年03期

6 蔡登安;周光明;曹然;黄翔;;边界元法计算复合材料的双向拉伸强度[J];固体火箭技术;2014年01期

7 杨霞;肖宏;陈泽军;;基于轴承边界元法的轧机圆锥滚子轴承的载荷研究[J];应用力学学报;2014年01期

8 安承豪;张德琦;毛佳;;基于ANSYS和正交实验法的巷道锚杆支护优化[J];煤矿安全;2013年08期

9 张勇;林皋;胡志强;钟红;;基于等几何分析的比例边界有限元方法[J];计算力学学报;2012年03期

10 余中军;赵竞全;;航空氧气减压器性能仿真分析[J];北京航空航天大学学报;2009年11期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 刘立平;水平地震作用下桩—土—上部结构弹塑性动力相互作用分析[D];重庆大学;2004年

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 刘文斌;基于有限元法的无人机起落架静力分析和结构优化[D];南京航空航天大学;2014年

2 贺斌;基于有限差分法的汽轮机转子低周疲劳寿命损耗监测系统研究[D];长沙理工大学;2013年

3 洪岸柳;液压支架的结构强度与疲劳寿命分析[D];东北大学;2012年

4 左亚军;基于正交试验法的注塑机合模机构的优化设计研究[D];广东工业大学;2012年

5 王尚礼;某航空机箱动力学性能仿真技术研究[D];西安电子科技大学;2012年

6 沈涌滨;火箭气体减压器建模及动态特性仿真研究[D];国防科学技术大学;2004年

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本文编号：960478