本文關鍵詞：基于有限元法的氧氣減壓器強度分析

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【摘要】：本文針對氧氣減壓器的強度進行了研究,采用了有限元法對其在正常工作下與失效條件下的36種工況進行了結(jié)構(gòu)強度分析,并采用正交試驗設計的方法對影響殼體應力的壓強、慣性力、彈性模量及泊松比進行了靈敏度分析及結(jié)構(gòu)材料參數(shù)的優(yōu)選。本文主要研究內(nèi)容包括:1.利用CATIA軟件建立了氧氣減壓器的幾何模型,并將其導入有限元軟件ANSYS Workbench中,對氧氣減壓器在正常工作下進行了彈性有限元靜強度分析、在失效條件下進行了彈塑性有限元的靜強度分析,在沖擊載荷下分別對正常和失效工況進行了動強度分析與校核。并對其進行了水壓試驗,試驗結(jié)果表明,氧氣減壓器設計合理,滿足強度要求,同時驗證了有限元分析的合理性。2.采用正交試驗的方法,對影響氧氣減壓器殼體應力的壓強、慣性力、彈性模量及泊松比進行了靈敏度分析并對材料參數(shù)進行了優(yōu)選,為氧氣減壓器的結(jié)構(gòu)設計提供了新的思路,為將來產(chǎn)品的升級,新材料的使用提供了可借鑒的經(jīng)驗。通過上述分析,得到的結(jié)論如下:在正常工作下,氧氣減壓器在彈性應力范圍內(nèi),不存在危險,而在失效工況下,氧氣減壓器殼體薄弱截面進入彈塑性狀態(tài),但塑性區(qū)域僅占20%左右,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,不會發(fā)生塑性破壞,而從36個工況分析結(jié)果及正交計算試驗可以看出,影響氧氣減壓器殼體強度的主要是內(nèi)部氧氣的壓力,慣性力影響很小,同時由正交分析結(jié)果看出,殼體彈性模量對減壓器的強度有重要影響,并得出減壓器最優(yōu)的材料組合。
【關鍵詞】：氧氣減壓器 強度 有限元法 殼體 正交試驗
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V245.31
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注釋表12-14
• 第一章 緒論14-21
• 1.1 研究背景及意義14-17
• 1.1.1 飛機供氧系統(tǒng)的介紹14-15
• 1.1.2 氧氣減壓器的介紹15-17
• 1.1.3 課題的來源與研究的意義17
• 1.2 國內(nèi)外結(jié)構(gòu)強度分析的研究概況17-19
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容19-21
• 第二章 彈塑性力學問題有限元分析基本原理21-40
• 2.1 彈性力學問題有限元概述21-26
• 2.1.1 基本方程21-24
• 2.1.2 利用最小勢能原理建立有限元方程24-26
• 2.2 彈塑性力學問題有限元概述26-33
• 2.2.1 材料的塑性性質(zhì)26-27
• 2.2.2 彈塑性理論27-33
• 2.3 瞬態(tài)動力學問題有限元概述33-34
• 2.4 軟件的介紹34-38
• 2.4.1 CATIA軟件的介紹34-35
• 2.4.2 ANSYS軟件介紹35
• 2.4.3 ANSYSWorkbench軟件介紹35-38
• 2.5 本章小結(jié)38-40
• 第三章 氧氣減壓器有限元分析40-66
• 3.1 有限元模型的建立40-46
• 3.1.1 模型建立40-41
• 3.1.2 模型簡化41-42
• 3.1.3 材料屬性的設置42
• 3.1.4 接觸設置42-43
• 3.1.5 網(wǎng)格劃分43-44
• 3.1.6 網(wǎng)格獨立性驗證44-46
• 3.2 氧氣減壓器靜強度分析46-53
• 3.2.1 施加載荷與約束46-48
• 3.2.2 工況制定48-49
• 3.2.3 計算結(jié)果及分析49-53
• 3.3 氧氣減壓器動強度分析53-63
• 3.3.1 氧氣減壓器沖擊載荷施加54-55
• 3.3.2 制定工況55
• 3.3.3 計算結(jié)果及分析55-63
• 3.4 氧氣減壓器靜強度試驗驗證63-64
• 3.5 本章小結(jié)64-66
• 第四章 殼體應力靈敏度分析及結(jié)構(gòu)材料參數(shù)的優(yōu)選66-72
• 4.1 正交試驗設計的介紹66-67
• 4.1.1 正交試驗設計的基本概念66
• 4.1.2 正交試驗設計的原理66-67
• 4.1.3 正交試驗設計的基本程序67
• 4.2 殼體應力靈敏度分析及結(jié)構(gòu)材料參數(shù)的優(yōu)選67-71
• 4.2.1 靈敏度分析67-69
• 4.2.2 結(jié)構(gòu)材料參數(shù)的優(yōu)選69-71
• 4.3 本章小結(jié)71-72
• 第五章 結(jié)論與展望72-74
• 5.1 總結(jié)72-73
• 5.2 展望73-74
• 參考文獻74-77
• 致謝77-78
• 在學期間的研究成果及發(fā)表的學術(shù)論文78

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 秦斌;李小靈;王冰;;菱形獨立液艙晃蕩載荷分析及強度評估研究[J];船舶與海洋工程;2015年05期

2 商金華;張?zhí)m春;徐俊祥;;有限差分法在電廠地下結(jié)構(gòu)設計中的應用[J];電力勘測設計;2015年02期

3 殷德勝;尹栓;周宜紅;;裂縫分析的比例邊界有限元與有限元耦合的虛擬結(jié)構(gòu)面模型[J];計算力學學報;2014年06期

4 鐘紅;暴艷利;林皋;;基于多邊形比例邊界有限元的重力壩裂縫擴展過程模擬[J];水利學報;2014年S1期

5 蔣拓;劉志峰;方慶t/;成煥波;李波;;基于有限元法的軸向柱塞泵缸體強度分析[J];流體傳動與控制;2014年03期

6 蔡登安;周光明;曹然;黃翔;;邊界元法計算復合材料的雙向拉伸強度[J];固體火箭技術(shù);2014年01期

7 楊霞;肖宏;陳澤軍;;基于軸承邊界元法的軋機圓錐滾子軸承的載荷研究[J];應用力學學報;2014年01期

8 安承豪;張德琦;毛佳;;基于ANSYS和正交實驗法的巷道錨桿支護優(yōu)化[J];煤礦安全;2013年08期

9 張勇;林皋;胡志強;鐘紅;;基于等幾何分析的比例邊界有限元方法[J];計算力學學報;2012年03期

10 余中軍;趙競?cè)?;航空氧氣減壓器性能仿真分析[J];北京航空航天大學學報;2009年11期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉立平;水平地震作用下樁—土—上部結(jié)構(gòu)彈塑性動力相互作用分析[D];重慶大學;2004年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 劉文斌;基于有限元法的無人機起落架靜力分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D];南京航空航天大學;2014年

2 賀斌;基于有限差分法的汽輪機轉(zhuǎn)子低周疲勞壽命損耗監(jiān)測系統(tǒng)研究[D];長沙理工大學;2013年

3 洪岸柳;液壓支架的結(jié)構(gòu)強度與疲勞壽命分析[D];東北大學;2012年

4 左亞軍;基于正交試驗法的注塑機合模機構(gòu)的優(yōu)化設計研究[D];廣東工業(yè)大學;2012年

5 王尚禮;某航空機箱動力學性能仿真技術(shù)研究[D];西安電子科技大學;2012年

6 沈涌濱;火箭氣體減壓器建模及動態(tài)特性仿真研究[D];國防科學技術(shù)大學;2004年

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本文編號：960478