發(fā)布時間：2021-12-02 03:31

　　深海材料剪切模量測試是海洋領域高性能材料評價中不可或缺的一環(huán),在海洋工程裝備、海港、海防建設等方面應用較為廣泛。剪切模量作為材料力學性能之一,表征材料抵抗切應變的能力,剪切模量的高低在一定程度上決定著材料的應用范圍,因此,深海材料剪切模量的測試有著十分重要的意義。本文以深海材料為研究對象,開發(fā)了一套深海環(huán)境下材料剪切模量檢測實驗臺。其主要研究內容如下:通過對深海環(huán)境模擬器研究,提出了一種模擬深海環(huán)境的壓強閉環(huán)控制策略;根據壓力容器設計規(guī)范,計算校核了耐壓艙的強度,利用ABAQUS軟件對耐壓艙進行有限元分析;利用理想點算法對耐壓艙螺栓進行排布;運用ABAQUS軟件研究了三種工況下,預緊力對耐壓艙結構剛度的影響。結果表明,利用高低溫試驗箱結合恒壓控制系統(tǒng)可以有效模擬深海環(huán)境溫度和壓強;對耐壓艙應力分析,得出耐壓艙最大應力48.1MPa,最大變形2.625μm;分析預緊力三種工況,得出施加合適預緊力可以提高耐壓艙結構剛度,減少形變,預緊力過大減少耐壓艙結構剛度,過小不利于耐壓艙密封。分析了動、靜態(tài)測試原理,完成了剪切模量動態(tài)測試裝置的三維數字化設計,研究了在深海環(huán)境下剪切模量測試裝置結構的應... 

【文章來源】：河南科技大學河南省

【文章頁數】：77 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 選題背景及研究意義
    1.2 國內外研究進展
        1.2.1 剪切模量測試研究進展
        1.2.2 深海環(huán)境模擬研究現狀
        1.2.3 耐壓艙研究現狀
    1.3 研究的主要內容及章節(jié)安排
第2章 深海環(huán)境下材料剪切模量檢測實驗臺總體設計
    2.1 深海環(huán)境下剪切模量檢測實驗臺的技術要求
    2.2 測試實驗臺問題分析
    2.3 總體方案設計
    2.4 實驗臺各模塊組成
        2.4.1 深海環(huán)境模擬裝置設計
        2.4.2 剪切模量測試裝置設計
        2.4.3 數據采集裝置
    2.5 關鍵部件選型
        2.5.1 換能器
        2.5.2 力傳感器
    2.6 試樣在測試中理論模型
        2.6.1 試樣-夾具的接觸模型
        2.6.2 試樣的理論模型
    2.7 本章小結
第3章 深海環(huán)境模擬裝置設計與數值分析
    3.1 深海環(huán)境模擬
        3.1.1 溫度模擬
        3.1.2 恒壓控制系統(tǒng)設計
    3.2 模擬環(huán)境耐壓艙結構設計
        3.2.1 耐壓艙技術要求
        3.2.2 設計及應力校核
        3.2.3 有限元分析
        3.2.4 應力線性化及評定
    3.3 耐壓艙蓋板螺栓的計算及布置
        3.3.1 螺栓載荷計算
        3.3.2 建立螺栓排布的數學模型
        3.3.3 求值結果
    3.4 預緊力對耐壓艙結構強度的影響
        3.4.1 耐壓艙螺栓載荷分析
        3.4.2 接觸條件設定
        3.4.3 接觸理論分析
        3.4.4 有限元分析
        3.4.5 預緊力對耐壓艙的影響
    3.5 本章小結
第4章 剪切模量測試裝置設計與分析
    4.1 剪切模量測試問題分析
    4.2 剪切模量測試裝置設計
        4.2.1 支架設計
        4.2.2 剪切夾具結構設計
    4.3 剪切模量測試裝置的有限元分析
        4.3.1 支架的靜力學分析
        4.3.2 夾具的靜力學分析
        4.3.3 支架的穩(wěn)定性分析
    4.4 小結
第5章 剪切模量測試實驗與驗證
    5.1 實驗臺裝配與調試
        5.1.1 深海環(huán)境模擬裝置裝配
        5.1.2 試樣的制作與安裝
        5.1.3 剪切模量測試裝置裝配
    5.2 傳感器的標定
        5.2.1 換能器標定
        5.2.2 力傳感器標定
    5.3 測試方案制定
    5.4 實驗結果分析與驗證
        5.4.1 不同頻率對材料儲能模量的影響
        5.4.2 不同頻率對材料損耗模量的影響
        5.4.3 不同頻率對材料損耗因子的影響
        5.4.4 實驗驗證
    5.5 測量誤差分析
    5.6 本章小結
第6章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀學位期間的研究成果



本文編號：3527642