大深度假海厚体主结构的应力应变特性研究

发布时间：2020-08-24 16:45

【摘要】：大深度假海试验设施作为XXX重大试验设施建设项目,是支撑大深度雷弹发射关键技术研究的基础试验设施的主要组成部分,对鱼雷发射装置实现大深度发射起着至关重要的作用。假海筒体结构作为假海试验设施的主体结构,其受力情况较为复杂,本文选取假海筒体作为研究对象,进行了相关研究。本文主要研究内容主要有以下几点:1、由于传统设计方法存在不足,本文采用分析设计的方法,对假海筒体结构进行设计,并基于Solid Edge建立了假海筒体的简化三维模型;2、假海在工作过程中,除了承受很大的内压,还会受到来自外部接管的轴力,鞍座的支反力及自身重力的作用,本文对其受力情况进行适当简化,采用有限元方法对假海筒体及其开孔进行计算,对假海进行强度校核。分别利用薄壳理论和厚壁理论对假海进行分析,探讨不同理论下假海筒体的应力大小,并求得其典型结构的解析解;3、由于假海试验设施集成了多个不同口径的发射系统,所以假海筒体上有较多的大开孔结构。本文通过对其中发射水舱接口进行有限元计算,验证了进行开孔结构补强的必要性;通过计算不同壁厚的开孔模型,研究了不同壁厚对开孔补强效果的影响。4、本文对假海封头结构进行了优化改进,将影响封头结构质量最大的几个尺寸因素作为设计变量,在满足一定强度的情况下,以其总质量最小作为目标函数,基于多目标驱动优化技术对封头结构进行优化改进,得到了结构可优化的量级。
【学位授予单位】：中国舰船研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TJ635
【图文】：

局部图,水下发射,加州理工学院,设施

2美国加州理工学院有大型水下发射模拟实验设施，其中有多个大小结构不同、功能分工有差异的假海群，如下图 1.1 为假海实验室的一角。图 1.1 加州理工学院水下发射假海实验室的一角美国海军水下研究与发展中心也有完备的水下发射试验设施，图 1.2 为重型鱼雷发射试验专用的假海发射试验设施的局部图。图 1.2 重型鱼雷专用的假海发射试验设施的局部1.2.2 假海结构的设计假海筒体作为大型承压设备，为在后续的制造和使用过程中保证设备的安全性，必须在设计阶段充分考虑可能出现的各种风险。恰当的设计能够降低加工制造难度，减少某些不必要的检验。合理的设计不仅能够节约成本，同时也能保证设备安全可靠的运行。假海

发射试验,鱼雷,设施,承压设备

重型鱼雷专用的假海发射试验设施的局部

模型图,潜艇,模型,厚壁结构

假海与现有的压力容器在结构上有较大的差异。在尺度上、所受载荷等方面与假海较为相似的是曾经建模研究过的潜艇艏舱，如图 1.3 所示。潜艇艏舱模型虽然复杂，但是模型的厚度与假海结构的厚度相比要小得多。相对于特征尺寸，潜艇艏舱模型亦不属于大尺度厚壁结构问题。因此，对于假海的结构设计进行相关研究是很有意义的。

【参考文献】