大板式方舱结构设计与性能分析研究

发布时间：2021-07-15 12:16

　　方舱是指能对工作人员和设备提供适宜的工作环境,同时便于实施多种方式装卸和运输的工作间。方舱由数块复合夹芯板搭接而成,复合夹芯板结构复杂,各结构的材料属性差异较大,力学特性分析较复杂。方舱经常在野外进行作业,工作环境相对比较恶劣,载荷工况比较复杂,有时会出现鼓包和脱粘现象,尽管这种现象很少出现,但在出现后修复非常麻烦,同时给产品质量和外观带来一定的负面影响。通过对相关文献查阅,方舱的鼓包、脱粘问题是一个行业性难题,分析方舱鼓包、脱粘产生的原因找出解决办法,对方舱质量的提高是非常必要的。本文针对复合大板式方舱进行了热力学方面的研究,根据已有试验大板的设计图纸和对已有相关文献的学习,提出了几种不同的有限元建模方案,经过对建模和计算结果的比较,确定了一种比较合理的建模方案,建立复合大板的有限元热-结构耦合模型,施加和实验同样的温度载荷,根据计算结果与实验结果的对照,该方案的计算结果与已有的实验结果一致性较好,由于整舱结构的复杂性,对其进行合理的简化是很有必要的,不考虑方舱骨架焊接处材料特性的变化,将焊接处的材料特性和相邻结构件的材料特性视为相同的;蒙皮与夹芯均假设为线弹性材料;整舱的变形为小变... 

【文章来源】：西安理工大学陕西省

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外相关领域研究进展
        1.2.1 国内外方舱技术发展及现状
        1.2.2 国内外CAE技术的发展概况
        1.2.3 军用方舱结构的发展过程
        1.2.4 方舱的研究现状
    1.3 研究方案和技术路线
    1.4 本课题的主要内容
2 方舱热力学的基本理论研究
    2.1 方舱舱体的温度场分析
    2.2 方舱热量传递基本方式概述
        2.2.1 舱体的热传导
        2.2.2 舱体的热对流
        2.2.3 舱体的热辐射
    2.3 方舱的温度场控制方程及定解条件
        2.3.1 方舱温度场控制方程
        2.3.2 方舱温度场的定解条件
    2.4 方舱热结构耦合问题的有限元法
        2.4.1 耦合场分析的定义
        2.4.2 耦合场的类型
        2.4.3 热-结构的耦合场分析
    2.5 小结
3 方舱复合大板有限元建模分析
    3.1 有限元法的基本原理与步骤
    3.2 有限元软件的选择及其工作流程
    3.3 复合大板力学性能分析
        3.3.1 层合板的基本假设
        3.3.2 层合板的应力和应变
        3.3.3 对称层合板的刚度
        3.3.4 复合材料夹芯板的刚度
        3.3.5 复合大板的湿热效应分析
    3.4 方舱大板有限元模型的建立
        3.4.1 复合大板结构
        3.4.2 复合大板的几何模型建立
        3.4.3 复合大板有限元分析的若干假设
        3.4.4 复合大板有限元建模方案的研究
        3.4.5 复合大板单元类型选择
        3.4.6 复合大板有限元分析模型
        3.4.7 大板的变形和应力分析
    3.5 本章小结
4 整舱的有限元分析
    4.1 整舱的结构
    4.2 整舱模型的建立
    4.3 方舱的热力学分析
        4.3.1 方舱的热分析
        4.3.2 方舱的热-结构耦合分析
        4.3.3 温度载荷对方舱应力和变形的影响
    4.4 方舱的模态分析
        4.4.1 动力学有限元分析的基础方程
        4.4.2 大板式方舱模态分析计算
        4.4.3 方舱的计算结果分析
    4.5 本章小结
5 发泡缺陷对蒙皮鼓包脱粘的影响研究
    5.1 鼓包现象及其产生气泡的原因
    5.2 发泡缺陷分析模型
        5.2.1 发泡缺陷分析的几何模型建立
        5.2.2 结果分析
        5.2.3 不同气泡尺寸的影响
    5.3 避免脱粘和鼓包的方法探究
        5.3.1 大板式方舱大板成型工艺分析
        5.3.2 大板式方舱大板成型结构分析
    5.4 复合式大板的优化方案
    5.5 降低热变形可行性分析
    5.6 小结
6.总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 展望
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
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[2]方舱复合叠层板高温力学性能研究[J]. 刘子龙,赵征,刘罡,韩红雨.  材料开发与应用. 2012(02)
[3]冰箱聚氨酯发泡空洞的成因及解决方案[J]. 张丛文,余文军.  电器. 2011(S1)
[4]基于ANSYS的复合大板式方舱建模方法研究[J]. 王阳,安纯前,薛凌,何叔繁.  山西科技. 2010(06)
[5]我国军用特种车辆现状及发展[J]. 韩林.  汽车与配件. 2010(04)
[6]新型方舱大板胶粘剂的研制及其性能研究[J]. 周玲,石小富.  国防制造技术. 2009(05)
[7]基于有限元的特种车辆方舱结构的力学分析[J]. 王良模,吴长风,王晨至.  机械设计. 2009(04)
[8]我国方舱设备的发展回顾[J]. 董虎军,马冬芳,李银汉.  移动电源与车辆. 2009(01)
[9]金属蒙皮厢板产生鼓泡的原因分析及处理办法[J]. 刘现伟,刘金国,安志光.  专用汽车. 2009(01)
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硕士论文
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[2]热载荷作用下方舱舱体脱层质量问题研究[D]. 黄俊.华中科技大学 2008
[3]某特种车辆方舱结构有限元分析及优化[D]. 吴长风.南京理工大学 2007
[4]复合大板材料在军用医疗方舱中的应用研究[D]. 吴丽华.天津工业大学 2003



本文编号：3285689