載人潛水器作為海上資源勘探、事故處理、海上軍事手段等重要工具,潛水器能在深海內(nèi)安全的航行,是進行正常作業(yè)的前提。環(huán)肋耐壓圓柱殼和錐-柱結(jié)合圓柱殼結(jié)構(gòu)作為常見的潛艇主要結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性也應受到人們的重視。在不增加結(jié)構(gòu)重量,改變耐壓殼結(jié)構(gòu)某些部位板厚、肋骨的結(jié)構(gòu)型式來增加結(jié)構(gòu)強度和穩(wěn)定性,從而提高結(jié)構(gòu)材料利用率,是我們必須予以考慮的。圓柱殼體的主要破壞形式是屈曲失穩(wěn),而失穩(wěn)的發(fā)生一般具有突然性,因此,圓柱殼的屈曲問題一直備受關(guān)注。潛艇在安全深度作業(yè)時,采用可靠性的方法來確定耐壓殼體結(jié)構(gòu)設計方法的可靠度,以確保設計尺寸能使耐壓殼體具有較高的安全性。因此,研究耐壓圓柱殼的穩(wěn)定性及可靠性具有重要的意義。本文以主艦艇耐壓圓柱殼結(jié)構(gòu)為研究對象,采用理論分析與非線性有限元相結(jié)合的方法,對潛艇結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進行研究。在此基礎上,探討結(jié)構(gòu)在穩(wěn)定性失效模式下的結(jié)構(gòu)可靠性。具體的研究內(nèi)容如下:(1)通過能量法獲得耐壓圓柱殼結(jié)構(gòu)發(fā)生總體失穩(wěn)和殼板局部失穩(wěn)的臨界壓力理論結(jié)果,采用非線性有限元法對文獻實驗模型進行數(shù)值模擬,將理論計算、數(shù)值模擬和實驗結(jié)果進行對比。結(jié)果表明,數(shù)值分析方法與理論計算值和實驗結(jié)果的...

【文章頁數(shù)】：126 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 選題的研究背景和意義
    1.2 耐壓殼結(jié)構(gòu)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 耐壓殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀
        1.2.2 耐壓殼結(jié)構(gòu)的可靠性研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究內(nèi)容
第2章 圓柱殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性計算方法
    2.1 引言
    2.2 圓柱殼結(jié)構(gòu)的強度計算
        2.2.1 圓柱殼結(jié)構(gòu)受力分析
        2.2.2 圓柱殼結(jié)構(gòu)彎曲微分方程
        2.2.3 圓柱殼結(jié)構(gòu)強度
    2.3 圓柱殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性計算
        2.3.1 圓柱殼結(jié)構(gòu)的總穩(wěn)定性
        2.3.2 殼板結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性
    2.4 圓柱殼結(jié)構(gòu)的理論臨界壓力修正
        2.4.1 物理非線性修正
        2.4.2 幾何非線性修正
    2.5 圓柱耐壓殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有限元分析方法驗證
        2.5.1 耐壓殼結(jié)構(gòu)參數(shù)設置
        2.5.2 邊界條件和加載
        2.5.3 初始撓度
        2.5.4 圓柱殼結(jié)構(gòu)數(shù)值分析
    2.6 本章小結(jié)
第3章 結(jié)構(gòu)參數(shù)對耐壓殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響研究
    3.1 引言
    3.2 計算模型
        3.2.1 幾何尺寸
        3.2.2 單元網(wǎng)格劃分
        3.2.3 邊界條件的確定
    3.3 結(jié)構(gòu)尺寸對圓柱耐壓殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響
        3.3.1 殼板板厚對耐壓殼穩(wěn)定性的影響
        3.3.2 肋骨腹板板厚對耐壓殼穩(wěn)定性的影響
        3.3.3 肋骨腹板高度對耐壓殼穩(wěn)定性的影響
    3.4 本章小結(jié)
第4章 初始缺陷對圓柱殼穩(wěn)定性的影響研究
    4.1 引言
    4.2 不同肋骨型式對圓柱殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響分析
        4.2.1 計算模型
        4.2.2 網(wǎng)格劃分和邊界條件
        4.2.3 結(jié)果對比分析
    4.3 初始撓度幅值對圓柱殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響
        4.3.1 初始撓度幅值對圓柱殼結(jié)構(gòu)發(fā)生總體失穩(wěn)的影響分析
        4.3.2 初始撓度幅值對圓柱殼結(jié)構(gòu)發(fā)生殼板失穩(wěn)的影響分析
        4.3.3 計算結(jié)果對比分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 錐-柱結(jié)合耐壓圓柱殼穩(wěn)定性的研究
    5.1 引言
    5.2 錐-柱結(jié)合圓柱殼有限元分析
        5.2.1 參數(shù)設置
        5.2.2 邊界條件和加載設置
        5.2.3 失穩(wěn)分析
    5.3 初始變形對錐-柱結(jié)合殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性影響分析
        5.3.1 初始撓度幅值對結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的影響
        5.3.2 不同區(qū)域初始變形對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響
    5.4 結(jié)構(gòu)尺寸對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性影響分析
        5.4.1 殼板厚度對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響
        5.4.2 錐殼半錐角對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響
    5.5 柱殼半徑對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性影響分析
        5.5.1 相同半徑比對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響
        5.5.2 不同半徑比結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響
    5.6 本章小結(jié)
第6章 耐壓圓柱殼結(jié)構(gòu)的可靠性研究
    6.1 引言
    6.2 圓柱殼結(jié)構(gòu)可靠度原理
        6.2.1 可靠性和可靠指標
        6.2.2 耐壓殼體的主要失效模式
        6.2.3 耐壓殼結(jié)構(gòu)的基本隨機變量及分布特征
    6.3 圓柱殼結(jié)構(gòu)可靠性計算方法
        6.3.1 耐壓殼結(jié)構(gòu)可靠性計算FORM法
        6.3.2 耐壓殼結(jié)構(gòu)可靠性計算Monte-Carlo法
    6.4 基于理論公式的圓柱殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠性分析
        6.4.1 基于FORM法的可靠性分析
        6.4.2 基于Monte-Carlo法的可靠性分析
        6.4.3 計算結(jié)果分析
    6.5 基于有限元法的圓柱殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠性分析
        6.5.1 基于FORM法的可靠性分析
        6.5.2 基于Monte-Carlo法的可靠性分析
        6.5.3 計算結(jié)果分析
    6.6 基于有限元軟件的錐-柱耐壓殼穩(wěn)定可靠性研究
    6.7 本章小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
    7.1 本文研究工作總結(jié)
    7.2 展望
參考文獻
附錄
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文
致謝



本文編號：3940398