本文關(guān)鍵詞：計及海洋參數(shù)水下滑翔機耐壓殼體優(yōu)化

  更多相關(guān)文章： 水下滑翔機 耐壓殼體 目標(biāo)驅(qū)動優(yōu)化 中性殼體

【摘要】：水下滑翔機是一種新型的水下監(jiān)測儀器平臺，通過調(diào)節(jié)自身的浮力來實現(xiàn)升降運動，并利用兩側(cè)的機翼實現(xiàn)滑翔運動，因此具有能耗低、大航程的特點。由于其他原因造成浮力調(diào)節(jié)損失，勢必會影響整個系統(tǒng)的浮力調(diào)節(jié)能力，使之不能精確控制滑翔機的行程運動。海水在垂直方向上的密度增加會導(dǎo)致耐壓殼體浮力增加，而由于海水壓力導(dǎo)致殼體壓縮變形又會導(dǎo)致耐壓殼體浮力減小，因此通過殼體的優(yōu)化設(shè)計，在耐壓殼體滿足使用要求的前提下，控制殼體的變形量，使之和由于海水密度增加導(dǎo)致浮力增加量之差趨于為零，對提高滑翔機的控制精度，，增加航程，具有重要的意義。本文主要研究內(nèi)容及貢獻如下： （1）本文首先對滑翔機的結(jié)構(gòu)進行了初步設(shè)計。采用有限元法，基于工程化的思想，對加強環(huán)進行了設(shè)計，使其可以滿足強度條件，與殼體的密封條件和最小慣性矩條件�？紤]海水的腐蝕效應(yīng)，基于可靠性設(shè)計方法，對耐壓殼體的壁厚進行了初步設(shè)計，使其強度條件，穩(wěn)定性條件，疲勞強度條件和腐蝕條件的可靠度均大于99.97%，為優(yōu)化設(shè)計提供了優(yōu)化設(shè)計模型，同時也為滑翔機耐壓殼體設(shè)計提供了示范作用。 （2）合理的對耐壓殼體結(jié)構(gòu)形式和加強環(huán)進行了簡化，在保持應(yīng)力，應(yīng)變基本不變的情況下，使耐壓殼體結(jié)構(gòu)形式與理論計算模型相一致。使帶有減重孔，縱剖面面積無法計算的加強環(huán)，簡化成縱剖面面積一致的加強肋形式。推導(dǎo)出靜浮力的計算公式。對耐壓殼體的約束條件進行了簡單介紹。利用特征值屈曲分析，分析了初始缺陷對耐壓殼體承載能力的影響。在workbench平臺上二次開發(fā)，利用Commands命令，設(shè)置相應(yīng)體積變化量作為導(dǎo)出參數(shù)，為耐壓殼體的優(yōu)化提供了一種簡單，高效的設(shè)計方法。 （3）選定了與相應(yīng)體積變化量有關(guān)的九個參數(shù)，分別采用理論計算和有限元分析，對各個參數(shù)與相應(yīng)體積變化量的關(guān)系做了研究，得到了相應(yīng)體積變化量與九個參數(shù)的關(guān)系曲線。分別以鋁合金7075T6、鈦合金TA2和碳纖維材料T300/5028的耐壓殼體為例，采用目標(biāo)驅(qū)動優(yōu)化方法，以相應(yīng)體積變化量為目標(biāo)函數(shù)，以強度條件、穩(wěn)定性條件等為約束條件，對其結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化，使其相應(yīng)體積變化量分別下降了15.88%、20.17%和10%，對提高滑翔機的性能具有重要的意義。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U674.941

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 吳亞舸,吳劍國;一種基于方向概率的潛艇結(jié)構(gòu)可靠性計算方法[J];船舶力學(xué);2003年01期

2 秦圣平,崔維成,沈凱;船舶結(jié)構(gòu)時變可靠性分析的一種非線性腐蝕模型[J];船舶力學(xué);2003年01期

3 吳建成,吳劍國;基于馬氏鏈樣本模擬的潛艇耐壓結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可靠性計算[J];船舶力學(xué);2003年04期

4 呂春雷;王曉天;梁超;;水下耐壓殼體結(jié)構(gòu)可靠性的設(shè)計方法[J];船舶力學(xué);2007年04期

5 伍莉;孟凡明;陳小寧;張濤;劉土光;劉均;;藕節(jié)形大深度潛水器耐壓殼體優(yōu)化設(shè)計[J];船舶力學(xué);2008年01期

6 伍莉;陳愛志;陳小寧;張濤;劉土光;劉均;;藕節(jié)形大深度潛水器耐壓殼體強度與穩(wěn)定性研究[J];船舶力學(xué);2010年Z1期

7 魯曉聲;連鑄945鋼中板性能數(shù)理統(tǒng)計分析[J];材料開發(fā)與應(yīng)用;1995年01期

8 熊峻江,劉洪天,寇長河,高鎮(zhèn)同;復(fù)合材料可靠性設(shè)計的小子樣系數(shù)法[J];復(fù)合材料學(xué)報;2001年03期

9 劉三饌,姚另安;結(jié)構(gòu)可靠性模糊設(shè)計[J];廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2004年01期

10 田軍,薛群基,王齊祖;碳纖維的表面處理對其力學(xué)性能和結(jié)構(gòu)的影響[J];合成纖維;1998年01期

本文編號：1177943