本文選題：楔形環(huán)連接結(jié)構(gòu)　切入點：彈塑性分析　出處：《西南交通大學》2011年碩士論文

【摘要】：楔形環(huán)連接結(jié)構(gòu)主要應用于魚雷、導彈、航天飛行器以及水下航行器的殼體連接,其光順的殼體表面可以提高此類產(chǎn)品在高速下的氣動性能或液動性能,同時其在外載下的可靠性也與系統(tǒng)的功能實現(xiàn)直接相關(guān)。 本文根據(jù)工程應用需求背景開展了楔形環(huán)連接結(jié)構(gòu)的彈塑性有限元應力分析,確定了結(jié)構(gòu)的失效模式,引入了分析設計的思想并采用應力分類法提出了結(jié)構(gòu)的失效條件,在此基礎(chǔ)上通過有限元正交試驗構(gòu)造了結(jié)構(gòu)的二次響應面函數(shù),繼而建立并求解可靠度為約束的可靠性優(yōu)化模型,得到了滿足不同可靠性要求的更小型結(jié)構(gòu),為類似結(jié)構(gòu)的設計研究提供了一條新思路。 本文所取得的主要研究結(jié)果有以下幾點： 1)殼體楔形環(huán)槽根部所在的截面是楔形環(huán)連接結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié),該處有較強應力集中和較大的由變形引起的彎曲應力。 2)楔形環(huán)腔根部是首先進入屈服的部位,該處的小范圍塑性屈服不會引起整體結(jié)構(gòu)的失效,只有當屈服區(qū)域擴展到整個截面時結(jié)構(gòu)才會發(fā)生塑性垮塌失效。 3)引起楔形環(huán)連接結(jié)構(gòu)失效的主要原因為危險截面處一次總體薄膜應力與一次彎曲應力,提出了由塑性材料所組成的楔形環(huán)連接結(jié)構(gòu)的失效準則。 4)構(gòu)造了結(jié)構(gòu)應力響應與參數(shù)關(guān)系的二階響應面函數(shù),通過分析表明殼體口部止口長度是結(jié)構(gòu)應力響應的主導因素。 5)結(jié)構(gòu)的可靠性優(yōu)化結(jié)果及檢驗結(jié)果說明優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)優(yōu)于原設計方案,滿足了可靠度要求和小型化要求。
[Abstract]:Wedge-ring connections are mainly used in shell connections for torpedoes, missiles, aerospace vehicles and underwater vehicles, whose smooth shell surfaces can improve the aerodynamic or hydraulic performance of such products at high speeds.At the same time, the reliability of the system under external load is directly related to the realization of the system function.In this paper, the elastic-plastic finite element stress analysis of wedge-ring connection structure is carried out according to the requirement of engineering application, the failure mode of the structure is determined, the idea of analysis and design is introduced, and the failure conditions of the structure are proposed by using the stress classification method.On this basis, the quadratic response surface function of the structure is constructed by means of the finite element orthogonal test, and then the reliability optimization model with the constraint of reliability is established and solved, and a smaller structure satisfying different reliability requirements is obtained.It provides a new idea for the design of similar structures.The main results obtained in this paper are as follows:1) the section at the root of the wedge ring groove of the shell is the weak link of the wedge ring connection structure, where there is a strong stress concentration and a large bending stress caused by deformation.2) the root of the wedge-shaped ring cavity is the first to enter the yield position. The failure of the whole structure will not be caused by the small area of plastic yield, and only when the yield region is extended to the whole section will the failure of plastic collapse occur.3) the failure of wedge-ring connection structure is mainly caused by one total film stress and one bending stress at the dangerous section. The failure criterion of wedge-ring connection structure composed of plastic material is proposed.4) the second-order response surface function of the relation between the stress response and the parameters of the structure is constructed. The analysis shows that the length of the shell orifice is the dominant factor in the stress response of the structure.5) the results of reliability optimization and test show that the optimized structure is superior to the original design scheme and meets the requirements of reliability and miniaturization.
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TH131.5

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 葉海永;;壓力容器在液化石油氣儲運中的應用[J];化學工程與裝備;2011年08期

2 周連東;江楠;;球殼大開孔內(nèi)伸接管補強分析[J];機械設計與制造;2011年08期

3 ;[J];;年期

4 ;[J];;年期

5 ;[J];;年期

6 ;[J];;年期

7 ;[J];;年期

8 ;[J];;年期

9 ;[J];;年期

10 ;[J];;年期

相關(guān)會議論文 前10條

1 翟霄;俞樹榮;;承壓管道附件的應力分類探索及討論[A];壓力容器設計技術(shù)研究——第七屆全國壓力容器設計學術(shù)會議暨第七屆中國機械工程學會壓力容器分會設計委員會委員會議論文集[C];2010年

2 肖繼溫;李林強;賈慶偉;趙俊華;李兆祺;;CRT玻殼單錐電加熱連續(xù)退火工藝探討[A];電子玻璃技術(shù)交流會論文集[C];2006年

3 陸明萬;徐鴻;;分析設計中若干重要問題的討論[A];第六屆全國壓力容器學術(shù)會議壓力容器先進技術(shù)精選集[C];2005年

4 顧素蘭;茅根新;倪正;劉亦峰;;壓力管道應力分析方法探討[A];第三屆全國管道技術(shù)學術(shù)會議壓力管道技術(shù)研究進展精選集[C];2006年

5 成寶江;;超臨界鍋爐高溫管道的疲勞蠕變分析和驗算方法探討[A];第八屆鍋爐專業(yè)委員會第二次學術(shù)交流會議論文集[C];2005年

6 張艷春;于國杰;;壓力容器分析設計及其在工程中的應用[A];第十五屆中國海洋（岸）工程學術(shù)討論會論文集(下)[C];2011年

7 謝恩;童樂為;黃東平;馬人樂;;基于熱點應力法的反向平衡法蘭的疲勞性能評估研究[A];鋼結(jié)構(gòu)工程研究⑧——中國鋼協(xié)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與疲勞分會第12屆（ASSF-2010）學術(shù)交流會暨教學研討會論文集[C];2010年

8 郭崇志;張造雄;;帶平齊接管的大開孔橢圓殼應力分析及強度設計[A];第四屆全國壓力容器學術(shù)會議論文集[C];1997年

9 蘇文獻;鄭津洋;開方明;葉立;黃為民;;防止承壓設備總體塑性變形的5%最大主應變準則[A];第六屆全國壓力容器學術(shù)會議壓力容器先進技術(shù)精選集[C];2005年

10 潘建華;陳學東;秦宗川;;余熱回收換熱器薄管板強度的有限元分析計算[A];壓力容器先進技術(shù)——第七屆全國壓力容器學術(shù)會議論文集[C];2009年

相關(guān)重要報紙文章 前2條

1 記者 劉海泉　特約記者 國殿勇;“密封大王”再攀新高峰[N];中國石油報;2009年

2 記者 習少穎　通訊員 吳志華 劉新紅;解密“萬里長江第一隧”[N];湖北日報;2008年

相關(guān)博士學位論文 前2條

1 錢向東;混凝土拱壩的強度計算與極限荷載分析[D];河海大學;2005年

2 安少軍;深水海底管道套筒連接器密封接觸特性研究[D];哈爾濱工程大學;2012年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 張運剛;楔形環(huán)連接結(jié)構(gòu)可靠性優(yōu)化設計研究[D];西南交通大學;2011年

2 翟霄;閥體的應力分類與強度評定[D];蘭州理工大學;2010年

3 林波;陜京輸氣管線工程中三通封堵結(jié)構(gòu)強度及安全性評定研究[D];天津大學;2004年

4 唐輝永;圓柱殼開孔接管區(qū)應力分類方法研究[D];河北工業(yè)大學;2008年

5 夏寧;有限元數(shù)值分析方法在應力分類中的應用研究[D];北京化工大學;2009年

6 李曉林;壓力容器邊緣強度的理論研究與實驗分析[D];湘潭大學;2007年

7 姜富洋;不壓井設備關(guān)鍵部件力學分析及安全評價[D];東北石油大學;2012年

8 紀衛(wèi)紅;大開孔率圓柱殼平齊接管結(jié)構(gòu)三維有限元分析[D];北京化工大學;2006年

9 周遠芳;飛灰排放槽過濾器應力評定及疲勞分析[D];東北大學;2008年

10 何顯平;基于有限元技術(shù)的壓力容器設計方法研究[D];貴州大學;2007年

，

本文編號：1727767