隨機腐蝕下圓碟形水下滑翔機極限強度可靠性
發(fā)布時間:2022-10-15 14:43
圓碟形水下滑翔機是一款具有新概念外形設(shè)計形式的水下滑翔機,采用了繞中心軸全對稱的機身結(jié)構(gòu),這種設(shè)計帶來的變化是在于轉(zhuǎn)向能力的提升,不再需要滑翔機作長距離的回轉(zhuǎn)運動,只要微調(diào)節(jié)內(nèi)部滑塊的移動即可實現(xiàn)轉(zhuǎn)向功能,機動性較常規(guī)魚雷型水下滑翔機更優(yōu)秀,適合在小水域中運行。本文便是以課題組研制的圓碟形水下滑翔機樣機作為此次研究對象。我們關(guān)注的是圓碟形水下滑翔機在經(jīng)歷長期海水工作環(huán)境,遭受嚴(yán)重腐蝕的情況下結(jié)構(gòu)安全。首先,耐壓殼體作為滑翔機結(jié)構(gòu)的重要組成部分,不僅能夠為滑翔機提供所需的浮力,還起到了保護內(nèi)部儀器設(shè)備的作用,為滑翔機提供足夠的安全性。該結(jié)構(gòu)在未來工作中經(jīng)歷長時間地受到海水腐蝕,將會出現(xiàn)不確定的隨機損傷,在這樣的損傷之后的整體結(jié)構(gòu)是否還能滿足安全的強度要求,便是這次工作關(guān)注的重點。本文便是基于水下滑翔機在海中保持懸浮態(tài)的一般工況,將滑翔機的極限強度簡化成外部耐壓殼體在水中的抗壓能力,并在結(jié)構(gòu)計算軟件中進行三維仿真建模,計算結(jié)構(gòu)極限強度考慮了材料非線性、結(jié)構(gòu)非線性,無約束自由體等條件。根據(jù)同種材料的海底管道腐蝕實驗情況,結(jié)合現(xiàn)有腐蝕模型擬合公式,建立相應(yīng)的腐蝕模型,并用于模擬圓碟形水下滑翔機...
【文章頁數(shù)】:92 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 引言
1.2 水下滑翔機研究現(xiàn)狀
1.2.1 國外水下滑翔機的研究現(xiàn)狀
1.2.2 國內(nèi)水下滑翔機的研究現(xiàn)狀
1.2.3 耐壓殼體極限強度的研究現(xiàn)狀
1.3 腐蝕及其擬合模型的研究現(xiàn)狀
1.3.1 腐蝕實驗研究現(xiàn)狀
1.3.2 腐蝕模型擬合的研究現(xiàn)狀
1.3.3 鋁合金材料腐蝕研究現(xiàn)狀
1.4 可靠性研究現(xiàn)狀
1.4.1 時不變可靠性
1.4.2 時變可靠性
1.4.3 耐壓結(jié)構(gòu)可靠性應(yīng)用研究現(xiàn)狀
1.5 本文研究內(nèi)容
2 圓碟形水下滑翔機極限強度分析
2.1 引言
2.2 非線性問題概述
2.3 非線性有限元分析方法
2.4 圓碟形水下滑翔機極限強度分析
2.4.1 圓碟形水下滑翔機有限元建模概況
2.4.2 圓碟形水下滑翔機有限元建模計算
2.5 本章小結(jié)
3 隨機腐蝕下滑翔機耐壓結(jié)構(gòu)極限強度分析
3.1 引言
3.2 現(xiàn)有腐蝕模型介紹
3.2.1 Southwell模型
3.2.2 Melchers模型
3.2.3 Paik模型
3.2.4 Guedes Soares模型
3.2.5 Weibull非線性模型
3.3 隨機腐蝕模型建立
3.3.1 隨機腐蝕模型的擬合
3.3.2 含隨機腐蝕的滑翔機模型建立
3.4 隨機腐蝕下滑翔機極限強度計算
3.4.1 計算隨機腐蝕滑翔機極限強度方法
3.4.2 極限強度結(jié)果統(tǒng)計情況
3.5 本章小結(jié)
4 隨機腐蝕下滑翔機耐壓結(jié)構(gòu)可靠性分析
4.1 引言
4.2 可靠性問題
4.3 結(jié)構(gòu)可靠性理論
4.3.1 不確定性
4.3.2 極限狀態(tài)及其描述
4.3.3 結(jié)構(gòu)可靠度和可靠度指標(biāo)
4.4 一般可靠性計算方法
4.4.1 均值一次二階矩法
4.4.2 改進的一次二階矩方法
4.4.3 JC法
4.4.4 響應(yīng)面法
4.5 時變可靠性計算方法
4.5.1 時間綜合法
4.5.2 時間離散法
4.5.3 首次穿越法
4.5.4 時變可靠性危險概率法
4.6 滑翔機時變可靠性計算
4.6.1 滑翔機瞬時可靠性計算
4.6.2 滑翔機時變可靠性計算
4.6.3 時變失效概率和瞬時失效概率對比
4.6.4 兩種模型的時變失效概率結(jié)果對比
4.6.5 兩種模型下不同工況的時變失效概率對比
4.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝
作者簡歷及攻讀碩士學(xué)位期間的科研成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]載人潛水器耐壓殼體結(jié)構(gòu)疲勞可靠性分析[J]. 李金華,白德乾,劉鐵生. 山東科學(xué). 2019(02)
[2]隨機腐蝕船體板結(jié)構(gòu)極限強度分析[J]. 馮國慶,胡冰楠,吳明遠(yuǎn),任慧龍. 華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2015(12)
[3]船用鋁合金在海洋環(huán)境中的腐蝕研究[J]. 侯健,張彭輝,郭為民. 裝備環(huán)境工程. 2015(02)
[4]圓碟形水下滑翔機的創(chuàng)新設(shè)計及應(yīng)用前景[J]. 楊豪,陳濟民,初再宇. 硅谷. 2015(04)
[5]某型UUV耐壓殼體可靠性分析[J]. 李強兵,趙嘉媛. 機械工程師. 2014(10)
[6]大深度載人潛器耐壓殼極限強度的簡化算法[J]. 熊志鑫. 工程力學(xué). 2014(05)
[7]鋁合金深海腐蝕的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 黃雨舟,董麗華,劉伯洋. 材料保護. 2014(01)
[8]水下滑翔機水動力外形研究綜述[J]. 李志偉,崔維成. 船舶力學(xué). 2012(07)
[9]無約束自由體有限元分析中的準(zhǔn)靜態(tài)法[J]. 劉文一,陳雪,李玉龍,楊培源. 火力與指揮控制. 2012(01)
[10]Development and Experiments of the Sea-Wing Underwater Glider[J]. 俞建成,張艾群,金文明,陳琦,田宇,劉崇杰. China Ocean Engineering. 2011(04)
博士論文
[1]含腐蝕損傷船體結(jié)構(gòu)屈曲評估方法研究[D]. 張巖.大連理工大學(xué) 2011
[2]混合驅(qū)動水下滑翔器系統(tǒng)設(shè)計與性能分析[D]. 武建國.天津大學(xué) 2010
碩士論文
[1]碟形水下滑翔機結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與強度研究[D]. 張凡.大連海事大學(xué) 2017
[2]耐壓殼體結(jié)構(gòu)的靜動力學(xué)計算與可靠性分析[D]. 陳猛.河南科技大學(xué) 2015
[3]大深度載人潛水器鈦合金耐壓球殼疲勞可靠性分析[D]. 陳承皓.上海交通大學(xué) 2012
[4]深球殼幾何非線性靜動態(tài)分析[D]. 李華.蘭州理工大學(xué) 2010
[5]潛器耐壓殼體結(jié)構(gòu)可靠性分析[D]. 梁超.哈爾濱工程大學(xué) 2008
本文編號:3691494
【文章頁數(shù)】:92 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 引言
1.2 水下滑翔機研究現(xiàn)狀
1.2.1 國外水下滑翔機的研究現(xiàn)狀
1.2.2 國內(nèi)水下滑翔機的研究現(xiàn)狀
1.2.3 耐壓殼體極限強度的研究現(xiàn)狀
1.3 腐蝕及其擬合模型的研究現(xiàn)狀
1.3.1 腐蝕實驗研究現(xiàn)狀
1.3.2 腐蝕模型擬合的研究現(xiàn)狀
1.3.3 鋁合金材料腐蝕研究現(xiàn)狀
1.4 可靠性研究現(xiàn)狀
1.4.1 時不變可靠性
1.4.2 時變可靠性
1.4.3 耐壓結(jié)構(gòu)可靠性應(yīng)用研究現(xiàn)狀
1.5 本文研究內(nèi)容
2 圓碟形水下滑翔機極限強度分析
2.1 引言
2.2 非線性問題概述
2.3 非線性有限元分析方法
2.4 圓碟形水下滑翔機極限強度分析
2.4.1 圓碟形水下滑翔機有限元建模概況
2.4.2 圓碟形水下滑翔機有限元建模計算
2.5 本章小結(jié)
3 隨機腐蝕下滑翔機耐壓結(jié)構(gòu)極限強度分析
3.1 引言
3.2 現(xiàn)有腐蝕模型介紹
3.2.1 Southwell模型
3.2.2 Melchers模型
3.2.3 Paik模型
3.2.4 Guedes Soares模型
3.2.5 Weibull非線性模型
3.3 隨機腐蝕模型建立
3.3.1 隨機腐蝕模型的擬合
3.3.2 含隨機腐蝕的滑翔機模型建立
3.4 隨機腐蝕下滑翔機極限強度計算
3.4.1 計算隨機腐蝕滑翔機極限強度方法
3.4.2 極限強度結(jié)果統(tǒng)計情況
3.5 本章小結(jié)
4 隨機腐蝕下滑翔機耐壓結(jié)構(gòu)可靠性分析
4.1 引言
4.2 可靠性問題
4.3 結(jié)構(gòu)可靠性理論
4.3.1 不確定性
4.3.2 極限狀態(tài)及其描述
4.3.3 結(jié)構(gòu)可靠度和可靠度指標(biāo)
4.4 一般可靠性計算方法
4.4.1 均值一次二階矩法
4.4.2 改進的一次二階矩方法
4.4.3 JC法
4.4.4 響應(yīng)面法
4.5 時變可靠性計算方法
4.5.1 時間綜合法
4.5.2 時間離散法
4.5.3 首次穿越法
4.5.4 時變可靠性危險概率法
4.6 滑翔機時變可靠性計算
4.6.1 滑翔機瞬時可靠性計算
4.6.2 滑翔機時變可靠性計算
4.6.3 時變失效概率和瞬時失效概率對比
4.6.4 兩種模型的時變失效概率結(jié)果對比
4.6.5 兩種模型下不同工況的時變失效概率對比
4.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝
作者簡歷及攻讀碩士學(xué)位期間的科研成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]載人潛水器耐壓殼體結(jié)構(gòu)疲勞可靠性分析[J]. 李金華,白德乾,劉鐵生. 山東科學(xué). 2019(02)
[2]隨機腐蝕船體板結(jié)構(gòu)極限強度分析[J]. 馮國慶,胡冰楠,吳明遠(yuǎn),任慧龍. 華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2015(12)
[3]船用鋁合金在海洋環(huán)境中的腐蝕研究[J]. 侯健,張彭輝,郭為民. 裝備環(huán)境工程. 2015(02)
[4]圓碟形水下滑翔機的創(chuàng)新設(shè)計及應(yīng)用前景[J]. 楊豪,陳濟民,初再宇. 硅谷. 2015(04)
[5]某型UUV耐壓殼體可靠性分析[J]. 李強兵,趙嘉媛. 機械工程師. 2014(10)
[6]大深度載人潛器耐壓殼極限強度的簡化算法[J]. 熊志鑫. 工程力學(xué). 2014(05)
[7]鋁合金深海腐蝕的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 黃雨舟,董麗華,劉伯洋. 材料保護. 2014(01)
[8]水下滑翔機水動力外形研究綜述[J]. 李志偉,崔維成. 船舶力學(xué). 2012(07)
[9]無約束自由體有限元分析中的準(zhǔn)靜態(tài)法[J]. 劉文一,陳雪,李玉龍,楊培源. 火力與指揮控制. 2012(01)
[10]Development and Experiments of the Sea-Wing Underwater Glider[J]. 俞建成,張艾群,金文明,陳琦,田宇,劉崇杰. China Ocean Engineering. 2011(04)
博士論文
[1]含腐蝕損傷船體結(jié)構(gòu)屈曲評估方法研究[D]. 張巖.大連理工大學(xué) 2011
[2]混合驅(qū)動水下滑翔器系統(tǒng)設(shè)計與性能分析[D]. 武建國.天津大學(xué) 2010
碩士論文
[1]碟形水下滑翔機結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與強度研究[D]. 張凡.大連海事大學(xué) 2017
[2]耐壓殼體結(jié)構(gòu)的靜動力學(xué)計算與可靠性分析[D]. 陳猛.河南科技大學(xué) 2015
[3]大深度載人潛水器鈦合金耐壓球殼疲勞可靠性分析[D]. 陳承皓.上海交通大學(xué) 2012
[4]深球殼幾何非線性靜動態(tài)分析[D]. 李華.蘭州理工大學(xué) 2010
[5]潛器耐壓殼體結(jié)構(gòu)可靠性分析[D]. 梁超.哈爾濱工程大學(xué) 2008
本文編號:3691494
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