潜艇耐压圆柱壳结构的可靠性研究

举艇耐压圆柱壳是潜艇承受外载的主要结构,其失效模式多种移样,而且相互关联,因此,潜艇耐压圆柱壳结构的可靠性分析是一个多复杂、相关问题的可靠性分析问题,本文从潜艇耐压圆柱壳的失效模式建立到总体及各种失效模式的可靠性大小计算,建立了一套计算潜艇耐压圆柱壳结构可靠性的分析。编制了潜艇耐压圆柱壳结构的可靠性分析计算机程序,并以具体潜艇耐压圆柱壳结构进行了可靠性分析,从其对耐压圆柱壳的计算结果可以看出,潜艇耐压圆柱壳结构的失效概率并不等于各失效模式的失效概率之和,这不同于Ｆａｕｌｋｎｅｒ做出的求和理论假定。本文的潜艇耐压圆柱壳可靠性分析,为多模态失效的系统可靠性计算开辟了新的途径,对潜艇耐压圆柱壳结构的可靠性设计提供了一定的理论基础。     

潜艇耐压圆柱壳结构可靠性的数值模拟计算法

本文着重以各类数值模拟方法分析了造成潜艇破坏的主要失效形式，计算相应的失效概率，同时给出了相应的算例，从而为建立潜艇耐压圆柱壳结构可靠性设计计算原则提供一定的量化基础。     

耐压厚壁筒结构的可靠灵敏度分析

影响耐压厚壁筒结构安全可靠性的因素颇多,而这些因素大多都具有或多或少的不确定性,因此,利用结构可靠性方法来研究这些结构的安全性越来越受到科研工作人员的关注.在进行这些结构的可靠性分析时,由于各因素对结构失效的影响程度不同,因此关于各个因素对结构可靠性影响大小的研究具有重要的意义.本文利用结构可靠性计算的直接积分法和灵敏度计算的最新成果,对压力厚壁筒的灵敏度进行了计算分析.计算结果表明,耐压厚壁筒结构屈服应力和工作压力的微小波动对耐压厚壁筒结构失效的影响比其它三个因素的影响大得多,其所占的百分比分别为41.60%、29.01%,故建议在设计、制造、使用时,要严格控制这两个因素的变化.本文的理论研究和实际结构的计算研究对压力厚壁筒结构的设计、制造、使用具有较大的理论意义和实用价值.     

环肋圆柱壳稳定特性研究

本文全面阐述了环肋圆柱壳的稳定特性，从解析法、有限元法、模型实验三个不同角度论证了环肋圆柱壳稳定异常特性的客观存在，指出了α1低于2．0，γ大于0．7的潜艇耐压圆柱壳结构有时也会出现异常特性，给出了环助圆柱壳总稳定、壳板稳定理论临界压力的计算方法。     

潜艇耐压圆柱壳肋间环向支骨加强型式研究

对潜艇耐压圆柱壳肋间加设一根和两根中间支骨的结构型式进行了系列优化设计，其计算结果及结论可为潜艇有关设计部门提供参考。     

肋距对环肋圆柱壳壳板稳定性的影响

为研究环肋圆柱壳壳板稳定性的有关性质,对其失稳临界压力进行曲线绘制。在潜艇耐压船体相关参数范围内,环肋圆柱壳壳板失稳时,纵向失稳半波数 m= 1,周向失稳整波数 n ＞10。壳板失稳临界压力随肋距的缩小而增大,当仅受轴向外压力时,壳板失稳临界压力不随肋距的变化而改变。根据潜艇耐压船体相关参数范围,计算环肋圆柱壳总体失稳临界压力和壳板失稳临界压力的取值范围。在设计中,应使总体失稳临界压力等于或略大于壳板失稳临界压力。     

肋距对环肋圆柱壳壳板稳定性的影响

为研究环肋圆柱壳壳板稳定性的有关性质,对其失稳临界压力进行曲线绘制。在潜艇耐压船体相关参数范围内,环肋圆柱壳壳板失稳时,纵向失稳半波数m=1,周向失稳整波数n〉10。壳板失稳临界压力随肋距的缩小而增大,当仅受轴向外压力时,壳板失稳临界压力不随肋距的变化而改变。根据潜艇耐压船体相关参数范围,计算环肋圆柱壳总体失稳临界压力和壳板失稳临界压力的取值范围。在设计中,应使总体失稳临界压力等于或略大于壳板失稳临界压力。     

潜艇外部耐压液舱结构型式研究

讨论了潜艇外部耐压液舱可能的结构形式。指出了传统的全实肋板外部耐压液舱、耐压船体壳板应力集中较严重，轴向应力很大。指出了加强液舱南板难以降低耐压船体壳板应力，反过来，加强耐压船体壳板也难以改善液舱壳板的应力状态。指出了液舱壳板加纵骨的全实肋板同心双层圆柱层是一种优良的耐压液舱新型结构型式。     

不同主压载水舱状态下的双层圆柱壳冲击响应分析

对潜艇结构冲击响应（压力）的分析可以评价结构的抗冲击能力并为提高结构抗冲击性能提供依据。以双层圆柱壳为基础,建立有限元模型。利用仿真算法计算当双层圆柱壳结构在主压载水舱状态改变时,耐压壳与非耐压壳的压力响应,并对压力响应进行了分析。通过数据分析表明：主压载水舱的状态对潜艇主要结构响应有很大影响,尤其是对耐压壳、非耐压壳的压力响应及冲击波过后结构响应的衰减方式、频率都有明显影响。     

关于环肋圆柱壳稳定特性的新概念

本文全面阐述了环肋圆柱壳稳定特性的新概念，从解析法、有限元法、模型实验三个不同角度论证了环肋圆柱壳稳定新特性的客观存在，指出了α１低于２．０，γ大于０．７的潜艇耐压圆柱壳结构有时也会出现新特性，给出了环肋圆柱壳总稳定、壳板稳定理论临界压力的新算法。     

锥壳设计研究

从满足锥壳总体失稳压力条件为主、强度条件为辅的设计观念出发，提出三种锥壳设计方法。描述了三种设计方法的主要设计思想及设计框图，分析对比了分别采用三种设计方法得到的三种设计方案及计算结果。对设计方法2作进一步优化，分析对比了锥段划分的个数及长度对锥壳重量的影响。结果表明，设计方法2计算所得锥壳的舱段失稳欧拉压力与采用有限元方法所得计算结果最为接近，壳板与肋骨的匹配比较好，壳板中面周向应力与肋骨应力发挥比较充分，整个锥壳的重量也最小，是一种较为理想的设计方法。     

锥柱结合壳设计研究

为优化带凹角的锥柱结合壳舱室的设计,编写结构计算程序,对锥壳的强度与稳定性计算及锥柱结合壳舱室稳定性计算通过规范的解析式求解,对锥柱结合壳的凹凸角强度计算通过迁移矩阵法求解。程序采用自动计算节点坐标方法,解决结构参数的改变需求,从而实现优化计算。     

29000DWT化学品船外板展开及套料优化

本文根据我公司新建29000DWT化学品船的外板板缝设计,介绍外板展开及外板建造工艺中的外板套料优化。     

基于传递矩阵法的纵肋圆柱壳振动特性计算

基于传递矩阵法,结合振动微分方程,提出一种计算纵肋圆柱壳自由振动特性的周向传递矩阵法.该方法基于板壳理论和圆柱壳振动控制方程,推导出圆柱壳周向传递的场传递矩阵和纵肋处的点传递矩阵,结合圆柱壳边界条件,得到频率方程,利用精细时程积分法原理,可保证计算的精度.将计算结果与有限元解进行比较,验证方法的有效性,同时比较传递矩阵...     

轻质耐压壳体减重研究

本文结合几种材料的特性，对壳体的结构做了力学分析，研究了轻质耐压壳体的减重方向。研究中发现，隔板的设计对壳体的重量影响很大，因此详细分析了凹凸两种形式端板的力学特性，发现同等厚度条件下，凸型隔板的变形量小、安全系数高。分析对比了铝基合金、复合材料、钛合金的材料特性、加工特性、国内开发现状以及成本，认为现阶段应以铝基合金的改进为主，并关注其他材料的进展对壳体进行减重设计。     

自升式平台板壳式桩腿设计

桩腿是自升式平台的关键部件,其设计强度不仅决定着平台的作业能力和相应环境条件的选取,而且是平台升降系统选型及其主要性能参数确定的重要依据。结合近年来海上风能开发的热点,以目前市场上主流的自升式风电安装平台为研究对象,结合其作业和功能特点,综合平台载荷工况的特征和强度要求,对桩腿截面型式的选取、内部环筋加强结构和桩腿桩靴连接区域结构的设计及插销孔的强度分析等关键技术进行深入研究。得到适用于柱型桩腿设计和强度分析的工程化方法,为此类结构设计提供参考。     

夹层圆柱壳结构的优化设计

针对一种全新的潜艇耐压壳体结构形式——夹层圆柱壳结构形式,借助适用于该种结构形式的解析法计算公式,并选定约束条件进行了优化设计,编写了优化程序;分析了该种结构形式与单层耐压壳体结构形式相比较所存在的利弊;在比较过程中,给出了四个优化算例以及比较结果,通过比较分析得出了这样的结论:对于建造大潜深的潜艇,夹层圆柱壳结构形式是一种可以考虑的结构形式。     

基于AutoCAD的外板自动展开技术

在船体结构详细设计阶段,外板展开图通常经由Auto CAD绘制而成。此类通用绘图软件对专业领域的针对性支持相对有限,在制图过程中仍需要大量的手工介入,操作繁琐且低效。通过对Auto CAD进行二次开发,利用计算机程序自动完成展开过程中的重复性工作,可提高其专业化程度,从而提高外板展开的效率。程序以肋骨型线图为输入数据源,通过对图形添加扩展数据来识别相关肋骨型线,实现外板的快速全自动展开。使用该技术,能极大地缩短外板展开过程。     

水下航行器壳体动特性分析

利用波动法对水下航行器壳体模型各参数(壳体壁厚、筋板宽度、筋板个数、筋板高度)对壳体固有频率的影响进行了分析,并用有限元法分析计算了壳体刚度对动力舱段动特性的影响.     

静水压力作用下的圆锥壳强度分析

圆锥壳结构在耐压容器与潜艇耐压壳体设计中被大量使用.文章建立了一种计算静水压力下圆锥壳强度的计算方法,利用幂级数法计算圆锥壳平衡微分方程的通解,通过构造变形函数利用Galekin法确定特解.算例结果表明文中提供的方法与有限元结果相当吻合,文中方法可以推广到轴对称压力作用下环肋圆柱壳结构强度分析.