船舶殼體由許多復雜曲面板拼接而成,實現(xiàn)船舶殼體曲面板的自動化成型加工一直是造船行業(yè)亟待解決的問題,而要解決這一問題的重點,在于船舶殼體曲面板自動化成型裝備的研制。要研制出滿足要求的自動化成型裝備的前提,是要弄清楚目標成型板材與加工工藝之間的聯(lián)系,而應變分布作為初始平板變形為目標曲面板的介質(zhì),對于確定加工工藝至關重要,同時為了保證加工過程的連續(xù)性,應變分布計算的效率也很重要,并且船舶殼體曲面板大多屬于板厚較厚中厚板,其面外應變在成型過程中占據(jù)主導地位,故面外應變的快速而精確的計算顯得尤為重要。本文以船舶殼體曲面板成型為背景,探究在保證計算精度的前提下有效提高計算效率的面外應變計算方法。采用有限元仿真用大變形彈性計算方法模擬曲面板展開的過程,將三維船舶殼體曲面展開為二維平板,進而獲得應變分布。針對球形殼這一特殊而重要的殼體形狀,研究了其應變分布的影響因素和應變成分對成型的影響。采用雙三角基擬合函數(shù)實現(xiàn)對離散曲面的擬合,在確定了離散曲面簡潔有效的數(shù)學表達的基礎上,基于非線性運動學分析采用解析法快捷的求取船舶殼體曲面板成型所需要的面外應變。在此基礎上,設計了一套船舶殼體曲面板面外應變計算程序,...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2-1大撓度與小撓度理論的區(qū)別

圖2-1大撓度與小撓度理論的區(qū)別薄板彎曲運動學理論本變量為中面內(nèi)任意點的位移：000u(x,y)，v(x,y)，w(x,y)板內(nèi)任意點的位移場：000()()wwuuzvvzwwxy....

圖2-2球形殼示意圖

圖2-2球形殼示意圖1有限元模型由于我們考查的對象是曲面展開時產(chǎn)生的應變，而應變只和位移相關，計算效率的考慮，采用彈性方法計算。材料的楊氏模量取為210GPa，為0.3。由于研究的對象是薄板，有限元模型采用通用殼單元，對于薄殼和厚殼效，且考慮了有限膜應變，通用殼單元允許....

圖2-3球形殼網(wǎng)格劃分創(chuàng)建兩塊剛性平板，將球形殼置于兩塊剛性平板之間，讓其中一塊的剛性平板逐步靠近另外一塊剛性平板，直至兩平板的間距等于板厚，即實現(xiàn)將球形殼壓

圖2-3球形殼網(wǎng)格劃分創(chuàng)建兩塊剛性平板，將球形殼置于兩塊剛性平板之間，讓其中一塊的剛步靠近另外一塊剛性平板，直至兩平板的間距等于板厚，即實現(xiàn)將球形開的過程。為了消除展開過程中球形殼不確定的剛體位移，在球形殼上線性彈簧，合理的選取彈簧的剛度系數(shù)，其選取原則為：第一，曲面展的彈力....

圖2-4有限元模型

圖2-4有限元模型2.2.2有限元計算結果提交計算得到應力云圖如圖2-5所示，觀察應力云圖可以發(fā)現(xiàn)，應力沿徑向逐漸增大且周向方向應力相等，并且在于彈簧的接觸點處沒有發(fā)生突變。

本文編號：3917558