本文關(guān)鍵詞：船用截止閥在不同載荷激勵下動態(tài)響應(yīng)分析

  更多相關(guān)文章： 船用閥門 模態(tài)分析 諧響應(yīng)分析 抗沖擊 時域模擬

【摘要】：艦船管路系統(tǒng)的抗振和抗沖擊安全性能是其生命力要素的重要部分,閥門作為管路系統(tǒng)的重要組成部分,由于其結(jié)構(gòu)尺寸大、重心分布高更容易受到振動、沖擊載荷的影響,造成失效。如果重點部位的閥門失效(如燃氣輪機配套的閥門失效),會造成介質(zhì)的泄露甚至艦船動力的喪失。因此對船用閥門開展振動與抗沖擊性能分析研究具有重要意義。本文根據(jù)船用閥門的安裝方式與結(jié)構(gòu)特點,結(jié)合艦船設(shè)備振動與抗沖擊分析的相關(guān)理論,依據(jù)相關(guān)標準中規(guī)定的載荷,利用ANSYS軟件,采用數(shù)值模擬方法對船用閥門在振動載荷和沖擊載荷下的動態(tài)響應(yīng)特性進行分析,分析結(jié)果對開展船用閥門的振動和抗沖擊性能的研究提供了參考。本文的研究工作如下:首先,以模態(tài)分析理論為基礎(chǔ),采用有限元分析軟件,從自由模態(tài)和約束模態(tài)兩個方面對截止閥的模態(tài)振型及模態(tài)頻率進行分析。模態(tài)陣型圖顯示閥桿和閥蓋支架部位變形較為明顯,結(jié)構(gòu)剛度較弱。其次根據(jù)我國標準確定振動載荷,并結(jié)合截止閥的振動情況建立振動響應(yīng)方程。采用ANSYS Workbench軟件根據(jù)振動載荷情況對截止閥進行振動諧響應(yīng)分析。將截止閥加速度響應(yīng)曲線與相位角響應(yīng)曲線與理論分析結(jié)果相對比,確定有限元分析結(jié)果的準確性。并對截止閥各零部件的應(yīng)力、應(yīng)變響應(yīng)進行分析,根據(jù)分析結(jié)果確定振動響應(yīng)劇烈區(qū)域并進行優(yōu)化。優(yōu)化結(jié)果顯示增大閥蓋支架尺寸能夠更好的改善截止閥的振動響應(yīng),使船用截止閥滿足正常工作的要求。最后通過分析三種抗沖擊分析方法的優(yōu)缺點,決定采用時域模擬法對船用截止閥的抗沖擊性能進行分析。根據(jù)德國軍標BV043-85中對沖擊載荷的要求,設(shè)計多種沖擊工況,對船用截止閥模型進行沖擊計算。研究截止閥的沖擊響應(yīng)規(guī)律,分析截止閥在各個方向上的抗沖擊能力。結(jié)果顯示截止閥縱向抗沖擊能力最薄弱。根據(jù)影響船用截止閥沖擊性能的主要因素,對提高截止閥的抗沖擊性能提出若干點建議。
【關(guān)鍵詞】：船用閥門 模態(tài)分析 諧響應(yīng)分析 抗沖擊 時域模擬
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U664.842
【目錄】：

• 摘要7-8
• ABSTRACT8-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 課題的背景及意義10-11
• 1.1.1 振動沖擊載荷產(chǎn)生原因10
• 1.1.2 振動、沖擊載荷對艦船設(shè)備的影響10-11
• 1.1.3 對艦船設(shè)備進行振動、沖擊分析的必要性11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 模態(tài)分析研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 振動分析研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 沖擊分析研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 論文研究的主要內(nèi)容15
• 1.4 本章小結(jié)15-16
• 第二章 船用截止閥的模態(tài)分析16-27
• 2.1 有限元分析16-19
• 2.1.1 有限元法介紹16-17
• 2.1.2 有限元軟件簡介17-18
• 2.1.3 ANSYS Workbench有限元分析軟件簡介18-19
• 2.2 船用截止閥的模態(tài)分析19-26
• 2.2.0 模態(tài)分析理論19-21
• 2.2.1 有限元模型的建立21-23
• 2.2.2 船用截止閥的自由模態(tài)分析23-25
• 2.2.3 船用截止閥約束模態(tài)分析25-26
• 2.3 本章小結(jié)26-27
• 第三章 船用截止閥振動諧響應(yīng)分析27-37
• 3.1 諧響應(yīng)分析概述27
• 3.2 諧響應(yīng)分析數(shù)學(xué)模型27-29
• 3.3 船用截止閥振動諧響應(yīng)分析29-34
• 3.3.1 截止閥振動諧響應(yīng)分析30
• 3.3.2 截止閥各零部件振動響應(yīng)分析30-34
• 3.4 截止閥的結(jié)構(gòu)優(yōu)化34-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 第四章 船用閥門抗沖擊性能仿真分析37-56
• 4.1 抗沖擊分析方法37-43
• 4.1.1 等效靜力法37-39
• 4.1.2 動態(tài)設(shè)計分析方法DDAM39-42
• 4.1.3 時域模擬法42-43
• 4.2 時域模擬法的沖擊輸入43-46
• 4.2.1 設(shè)計沖擊輸入譜43-44
• 4.2.2 沖擊輸入譜的時域轉(zhuǎn)化44-46
• 4.3 沖擊載荷作用下截止閥抗沖擊性能分析46-55
• 4.3.1 沖擊載荷設(shè)定46
• 4.3.2 數(shù)據(jù)處理方法46-47
• 4.3.3 垂向沖擊載荷下截止閥抗沖擊性能分析47-50
• 4.3.4 橫向沖擊載荷下截止閥抗沖擊性能分析50-52
• 4.3.5 縱向沖擊載荷下截止閥抗沖擊性能分析52-55
• 4.4 提高抗沖擊性能的改進建議55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 結(jié)論和展望56-58
• 參考文獻58-62
• 致謝62-63
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄63

【參考文獻】

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本文編號：816621