發(fā)布時(shí)間：2021-11-06 06:10

　　空氣加壓氧艙為重要的醫(yī)療設(shè)備,大型加壓氧艙的應(yīng)用越來越多。目前,氧艙在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面引入了壓力容器設(shè)計(jì)方法,而輕量化設(shè)計(jì)是大型加壓氧艙的主要趨勢(shì)。本文以大型空氣加壓氧艙為對(duì)象,采用不同的數(shù)值分析方法,對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行承載能力研究和輕量化設(shè)計(jì)。本文主要工作和結(jié)論如下:（1）應(yīng)用有限元法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行應(yīng)力分析,并基于應(yīng)力分類法進(jìn)行強(qiáng)度評(píng)定,發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上矩形大開孔處應(yīng)力不滿足強(qiáng)度要求,而遠(yuǎn)離大開孔處的殼體仍有較多的強(qiáng)度裕量。（2）應(yīng)用有限元極限載荷法對(duì)氧艙結(jié)構(gòu)進(jìn)行極限分析,計(jì)算極限載荷,發(fā)現(xiàn)若允許局部塑性流動(dòng)和應(yīng)力重分布,結(jié)構(gòu)的承載能力提高,并且在極限載荷作用下殼體剛發(fā)生屈服,證明可以通過減小殼體的厚度實(shí)現(xiàn)輕量化,最終計(jì)算發(fā)現(xiàn)殼體減薄至5.7mm的結(jié)構(gòu)仍滿足強(qiáng)度要求。（3）采用材料真實(shí)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系并應(yīng)用彈塑性分析法對(duì)中心矩形大開孔局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了承載能力研究,發(fā)現(xiàn)平板中心矩形大開孔結(jié)構(gòu)的高應(yīng)力區(qū)分布在圓弧過渡處,并且設(shè)計(jì)工況下局部結(jié)構(gòu)無需補(bǔ)強(qiáng),與應(yīng)力分類法所得結(jié)論不同。（4）采用有限元法,研究了強(qiáng)度補(bǔ)強(qiáng)方法與補(bǔ)強(qiáng)效果,發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上的應(yīng)力主要是彎曲應(yīng)力;和圓筒體開孔結(jié)構(gòu)不同,平板補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)沒有明顯效果,甚至適... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１大開孔凸形封頭結(jié)構(gòu)

?簡體內(nèi)徑?＞????圖１－１大開孔凸形封頭結(jié)構(gòu)?圖１－２大開孔平板結(jié)構(gòu)??Ｆｉｇ．１－１?Ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ａ?ｃｏｎｖｅｘ?ｈｅａｄ?ｗｉｔｈ?ａ?ｌａｒｇｅ?Ｆｉｇ．１－２?Ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ａ?ｐｌａｔｅ?ｗｉｔｈ?ａ?ｌａｒｇｅ?ｏｐｅｎｉｎｇ??ｏｐｅｎｉｎｇ??２６?＃４０１??Ｉ??ｉ??圖１－３筒體上開矩形孔結(jié)構(gòu)?圖１－４封頭上多處開孔結(jié)構(gòu)??Ｆｉｇ．１－３?Ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ａ?ｃｙｌｉｎｄｅｒ?ｗｉｔｈ?ａ?ｌａｒｇｅ?Ｆｉｇ．１－４?Ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ａ?ｃｏｎｖｅｘ?ｈｅａｄ?ｗｉｔｈ?ｄｏｕｂｌｅ??ｏｐｅｎｉｎｇ?ｏｐｅｎｉｎｇｓ??盧峰、黃英、包和山等利用有限元軟件ＡＮＳＹＳ中的實(shí)體單元建立薄壁圓筒矩形??大開孔模型。通過對(duì)無任何補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)重點(diǎn)位置提取路徑的方法得到結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布，??發(fā)現(xiàn)矩形接管與殼體連接處的應(yīng)力成分主要為彎曲應(yīng)力［７］。??楊羽巾，黃克敏，胡兆吉等人基于有限元法研究了?０２２００醫(yī)用高壓氧艙矩形大開孔??結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布情況和最高應(yīng)力水平，并根據(jù)ＪＢ４７３２－９５《鋼制壓力容器－分析設(shè)計(jì)標(biāo)??準(zhǔn)》，采用應(yīng)力分類法進(jìn)行強(qiáng)度評(píng)定，結(jié)論表明矩形艙門由于截面突變，應(yīng)力集中相??當(dāng)嚴(yán)重，同時(shí)，門板處承受彎曲應(yīng)力的能力較差，是結(jié)構(gòu)失效的危險(xiǎn)區(qū)域。最后，作??者建議采用加強(qiáng)板補(bǔ)強(qiáng)或采用Ｑ３４５Ｒ材料［８］。??２??

??圖２－１氧艙結(jié)構(gòu)圖紙??Ｆｉｇ．２－１?Ｔｈｅ?ｄｒａｗｉｎｇ?ｏｆ?ｏｘｙｇｅｎ?ｃｈａｍｂｅｒ??５００?５ＱＱ?２Ｍ?５００?５００??／??ｆｅ＂?—７＊ｈ??Ａ?ｓ?嚴(yán)「．、＼??＾ｉ�。欤�?ｉ?．「十—＿１＾３２－?＼??Ｓ?」ＱＬ?§?＼?茺??ｊ?＝：ｎ一＿＿：？?？???，?＾??＼?８?、、、４??＼?Ｌ—?，ｒ?／??Ｘ?Ｋｒｒ－ｒＴｆ?ｙ??＼?１１１?１１１?｜?１１１?１１１?７???圖２－２平封頭結(jié)構(gòu)圖紙??Ｆｉｇ．２－２?Ｔｈｅ?ｄｒａｗｉｎｇ?ｏｆ?ｆｌａｔ?ｈｅａｄ??９??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]壓力容器材料拉伸曲線的數(shù)值化表征方法研究[D]. 魏江鵬.北京化工大學(xué) 2016
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本文編號(hào)：3479318