本文關(guān)鍵詞：家用救生艙的設(shè)計(jì)與研究

  更多相關(guān)文章： 家用救生艙 多參數(shù)優(yōu)化 跌落沖擊 爆炸沖擊響應(yīng) 防火隔熱

【摘要】：本文在總結(jié)家用救生艙國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，參考礦用救生艙的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了兩種新型的家用救生艙形式：拱形艙和多邊形艙，并提出一種新的艙門鎖緊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。然后利用有限元理論對(duì)艙體和艙門結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力學(xué)分析，在此基礎(chǔ)上對(duì)艙體和艙門結(jié)構(gòu)按照MOGA多目標(biāo)遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)；通過(guò)對(duì)地震災(zāi)害的研究基礎(chǔ)上，對(duì)艙體承受重物跌落沖擊能力和自身高空跌落進(jìn)行動(dòng)力學(xué)響應(yīng)分析；利用AUTODYN的歐拉-拉格朗日耦合算法對(duì)廚房燃?xì)獗▎?wèn)題進(jìn)行求解，并利用得出的沖擊波曲線進(jìn)行艙體爆炸沖擊分析；最后通過(guò)對(duì)火災(zāi)發(fā)展規(guī)律的研究，對(duì)艙體的防火能力和隔熱能力進(jìn)行設(shè)計(jì)與分析，利用標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫曲線對(duì)艙體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了瞬態(tài)傳熱分析，改進(jìn)了隔熱結(jié)構(gòu)。論文的主要研究工作和內(nèi)容有： （1）本文首先設(shè)計(jì)了兩種適用于家用環(huán)境的救生艙結(jié)構(gòu)：拱形艙體結(jié)構(gòu)（A型）和多邊形艙體結(jié)構(gòu)（B型），利用ANSYS Workbench的靜力學(xué)模塊；采用18MnMoNbR和玻璃鋼材料對(duì)兩種艙體進(jìn)行0.3MPa壓力分析，得到艙體的應(yīng)力、變形分布和法蘭處螺栓受力分布，，討論了兩種艙體適用場(chǎng)合；針對(duì)家用救生艙的特點(diǎn)設(shè)計(jì)一種拱形艙門，分析了幾種常用的鎖緊方式的應(yīng)用，并提出一種新型艙門鎖緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，并對(duì)艙門進(jìn)行理論校核和有限元靜力分析，通過(guò)艙門的模態(tài)分析，驗(yàn)證了靜力分析的有效性。 （2）其次在靜力分析的基礎(chǔ)上利用Workbench的DOE模塊提供的MOGA方法對(duì)拱形艙體和艙門簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)進(jìn)行了多參數(shù)優(yōu)化分析，分析了各主要參數(shù)對(duì)艙體和艙門應(yīng)力和變形的影響，找出了改進(jìn)優(yōu)化方案。 （3）接著對(duì)拱形艙體結(jié)構(gòu)的耐重物沖擊能力和抗跌落能力進(jìn)行了LS-DYNA動(dòng)力學(xué)分析，得出了艙體沖擊狀態(tài)下的應(yīng)力和變形分布情況，并對(duì)艙體的緩沖系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出設(shè)計(jì)方案，分析了泡沫鋁緩沖支撐對(duì)艙體的跌落緩沖作用；并對(duì)艙內(nèi)著落緩沖方案做了探討。 （4）利用AUTODYN軟件的歐拉-拉格朗日耦合算法對(duì)救生艙安放環(huán)境房間的燃?xì)獗ㄗ隽四M，得出了房間內(nèi)部壓力流場(chǎng)歷史和救生艙的合理安放位置，并得出房間內(nèi)簡(jiǎn)化爆炸壓力曲線，利用該曲線做了艙體整體模型的抗爆沖擊分析，得到了艙體的模型的應(yīng)力、變形響應(yīng)云圖，驗(yàn)證了艙體結(jié)構(gòu)的抗爆能力。 （5）最后分析了家用救生艙的熱防護(hù)能力，并對(duì)其表層防火設(shè)計(jì)和隔熱層設(shè)計(jì)做了深入探討，并采用標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線對(duì)艙體的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)進(jìn)行了瞬態(tài)熱分析，對(duì)有無(wú)防火涂層，加強(qiáng)筋內(nèi)置和外置幾種情況分別做了分析，得出艙體內(nèi)壁溫度變化曲線，得出外置方案隔熱性能更好，為家用救生艙隔熱防護(hù)提供理論依據(jù)。 綜上所述，本文完成了家用救生艙的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和艙體各種工況下的分析討論，為家用救生艙的推廣和改進(jìn)做了大量工作。
【關(guān)鍵詞】：家用救生艙 多參數(shù)優(yōu)化 跌落沖擊 爆炸沖擊響應(yīng) 防火隔熱
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TD774
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 1 緒論11-19
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 家用救生艙設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)重點(diǎn)12-15
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究狀況15-17
• 1.4 本課題的研究目標(biāo)與研究?jī)?nèi)容17-19
• 2 救生艙結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與靜力學(xué)分析19-40
• 2.1 救生艙的整體結(jié)構(gòu)方案19-21
• 2.1.1 材料選擇19-20
• 2.1.2 家用救生艙形狀設(shè)計(jì)20-21
• 2.2 A 型艙殼結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)與靜力學(xué)分析21-27
• 2.2.1 A 型艙殼結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)21-23
• 2.2.2 A 型艙靜力學(xué)有限元分析設(shè)置23-24
• 2.2.3 A 型艙分析結(jié)果24-27
• 2.3 B 型艙殼方案設(shè)計(jì)和靜力學(xué)有限元分析27-32
• 2.3.1 B 型艙殼結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)27-28
• 2.3.2 B 型艙靜力學(xué)有限元分析設(shè)置28
• 2.3.3 B 型艙分析結(jié)果28-32
• 2.4 艙門設(shè)計(jì)與校核32-38
• 2.4.1 艙門鎖緊方式33-34
• 2.4.2 艙門設(shè)計(jì)計(jì)算34-36
• 2.4.3 艙門有限元分析36-38
• 2.5 本章小結(jié)38-40
• 3 艙體結(jié)構(gòu)和艙門結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析40-52
• 3.1 拱形艙體結(jié)構(gòu)優(yōu)化41-49
• 3.1.1 優(yōu)化準(zhǔn)則41-42
• 3.1.2 優(yōu)化設(shè)置42-43
• 3.1.3 優(yōu)化分析結(jié)果43-48
• 3.1.4 局部?jī)?yōu)化48-49
• 3.2 艙門優(yōu)化分析49-51
• 3.3 本章總結(jié)51-52
• 4 艙體抗重物沖擊分析和跌落分析52-69
• 4.1 抗重物跌落沖擊分析52-57
• 4.1.1 重物跌落沖擊分析的假設(shè)和基本方程52-53
• 4.1.2 重物跌落沖擊分析設(shè)定53-54
• 4.1.3 重物跌落沖擊分析結(jié)果討論54-57
• 4.2 艙體跌落分析57-60
• 4.2.1 艙體跌落沖擊力學(xué)分析57-58
• 4.2.2 跌落分析設(shè)置58
• 4.2.3 跌落分析結(jié)果58-60
• 4.3 艙體緩沖器的設(shè)計(jì)和分析60-64
• 4.3.1 緩沖器設(shè)計(jì)60-62
• 4.3.2 帶有緩沖器的艙體跌落分析62-64
• 4.4 艙內(nèi)著陸緩沖裝置64-67
• 4.5 本章小結(jié)67-69
• 5 家用救生艙抗爆能力分析69-88
• 5.1 爆炸載荷分析69-81
• 5.1.1 沖擊波超壓破壞準(zhǔn)則69-70
• 5.1.2 沖擊波超壓70-71
• 5.1.3 沖擊波作用時(shí)間71-72
• 5.1.4 等效 TNT 當(dāng)量計(jì)算72
• 5.1.5 計(jì)算軟件選用72-73
• 5.1.6 計(jì)算模型建立73
• 5.1.7 材料設(shè)置73-74
• 5.1.8 算法選擇74-75
• 5.1.9 計(jì)算設(shè)置75-76
• 5.1.10 計(jì)算結(jié)果分析76-80
• 5.1.11 典型燃?xì)廨d荷爆炸曲線80-81
• 5.2 家用救生艙抗燃?xì)獗_擊分析81-87
• 5.2.1 LS-DYNA 顯示動(dòng)力學(xué)分析理論81-82
• 5.2.2 分析設(shè)定82-84
• 5.2.3 抗爆分析結(jié)果討論84-87
• 5.3 本章小結(jié)87-88
• 6 家用救生艙熱防護(hù)性能研究88-102
• 6.1 家用救生艙表層防火研究88-91
• 6.1.1 火災(zāi)發(fā)展過(guò)程88-89
• 6.1.2 防火涂層的應(yīng)用89-90
• 6.1.3 家用救生艙表層防火設(shè)計(jì)90-91
• 6.2 家用救生艙隔熱層設(shè)計(jì)與研究91-94
• 6.2.1 常用保溫材料介紹91
• 6.2.2 隔熱層設(shè)計(jì)91-92
• 6.2.3 艙體傳熱理論92-94
• 6.3 家用救生艙熱傳導(dǎo)分析94-101
• 6.3.1 艙體分析模型簡(jiǎn)化95
• 6.3.2 材料參數(shù)設(shè)置和網(wǎng)格劃分95-96
• 6.3.3 邊界條件的施加96
• 6.3.4 內(nèi)置加強(qiáng)筋方案熱防護(hù)能力分析96-99
• 6.3.5 外置加強(qiáng)筋方案熱防護(hù)能力分析99-101
• 6.4 本章小結(jié)101-102
• 總結(jié)與展望102-104
• 全文總結(jié)102-103
• 工作展望103-104
• 參考文獻(xiàn)104-109
• 致謝109-110
• 攻讀碩士研究生期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄110-111

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1063568