含腐蚀缺陷的耐压壳极限强度研究现状及展望

对考虑3种常见腐蚀缺陷(均匀腐蚀、局部腐蚀、点腐蚀)作用下的耐压壳极限强度研究现状进行介绍与评述,提出当前含腐蚀缺陷的耐压壳极限强度研究中存在的普遍问题,展望其今后的研究方向:建立健全描述耐压壳点坑腐蚀特性的规范数据库;综合考虑腐蚀和疲劳的耦合作用;逐步完善耐压壳腐蚀检测手段。     

点蚀损伤对环肋圆柱壳极限强度的影响

以受点蚀损伤的环肋圆柱壳为研究对象,采用单一变量法,用ANSYS有限元软件对点蚀坑深度、直径、分布位置及密度等参数变化对极限强度的影响进行仿真计算,得到一般规律,采用弧长法对环肋圆柱壳破坏机理进行分析,为耐压环肋圆柱壳的检修提供参考。     

基于灵敏度分析的环肋圆柱壳结构优化

针对环肋圆柱壳结构强度和稳定性(包含肋骨侧向稳定性),引入新的灵敏度计算方法,开展了几何参数的灵敏度分析,获取了主要影响参数;给出了考虑肋骨侧向稳定性后的材料利用率计算公式后,在结构满足强度和稳定性要求的条件下,以重量最轻、材料利用率最高为优化目标建立了优化数学模型。采用多目标遗传算法对结构在考虑肋骨侧向稳定性后进行了优化。结果表明,这种灵敏度计算方法具有良好的可靠性,基于灵敏度分析的结构优化的方案具有显著的可行性、高效性。     

内置式框架肋骨加强的长舱段舱段失稳临界压力理论计算方法研究

文章针对内置式框架肋骨加强的长舱段,推导了框架肋骨临界刚度的理论计算公式,给出了舱段框架肋骨临界刚度的计算方法;通过 ANSYS 有限元软件,比较分析了舱段失稳临界压力理论公式计算结果与有限元计算结果之间的误差,指出现行舱段失稳临界压力理论计算公式存在一定的适用范围;以舱段失稳压力有限元结果为修正基准值,引入修正系数 k 修正理论计算公式,以提高理论计算结果的准确性。     

大曲率复合材料壳板弯曲试验及仿真

本文针对某罩壳结构局部模型的试验过程中出现的反向凹曲问题,以有限元仿真方法研究曲壳的弯曲特性及影响因素,重点探讨曲壳曲率、厚度以及曲壳的弯曲刚度等因素对曲壳屈曲、后屈曲过程中的位移、应力以及曲壳屈曲后回复特性的影响。研究表明:曲率半径及壳板厚度与曲壳的弯曲刚度正相关,提高曲率半径可有效增加曲壳的承载能力;曲壳弯曲刚度对曲壳抗弯特性的影响为线性,屈曲载荷随弯曲刚度增加而线性增大。     

基于Abaqus的环肋圆柱壳长舱段稳定性分析与结构优化

采用大型非线性有限元软件Abaqus分析了环肋圆柱壳长舱段的稳定性规律,对于环肋圆柱壳长舱段,随着舱段长度的增加,其稳定性的数值仿真解与解析解差别逐渐增大,有限元计算结果能够更加合理准确地反映其稳定性状况.现行规范对于环肋圆柱壳长舱段稳定性的求解适用性有所下降,应该考虑对理论公式进行修正.针对某种典型的环肋圆柱壳长舱段,分别采用一根和两根框架肋骨的方案进行结构优化以提高其总体稳定性,结果表明,一根框架肋骨的优化方案重量较轻,稳定性指标更加接近规范的容许值,两根框架肋骨则比较节省舱内空间.综合考虑,一根框架肋骨的方案更加合理.     

局部初始几何缺陷对凸型锥-环-柱结合壳应力影响的分析

分析锥-环-柱结合壳加工过程,确定初始几何缺陷要素。运用计算机仿真技术,分析不同工况下的初始几何缺陷对锥-环-柱结合壳典型部位应力的影响。研究结果表明:由初始几何缺陷引起的附加弯矩与初始几何缺陷幅值呈线性关系;环壳近柱壳侧跨端内表面纵向应力值较大,对初始几何缺陷较为敏感,随初始几何缺陷幅值的增大最先超过规范许用应力;肋骨初挠度、圆柱壳段、圆锥壳段壳板凹凸度同时存在时,对应力的不利影响较大。     

加肋凸型锥—环—柱结合壳模型试验研究

加肋锥—环—柱结合壳是潜艇耐压艇体柱壳与锥壳连接的一种优越的结构形式,它能大幅度降低结合部的应力峰值。该文通过两个精车模型和三个大比例钢制焊接模型的静水外压试验,研究了加肋凸型锥—环—柱结合壳模型的应力分布和组合壳的极限承载能力。通过对应力分布和模型破坏模式的分析,指出加肋凸型锥—环—柱结合壳的力学特性。     

框架肋骨对环肋圆柱壳长舱段失稳临界压力影响研究

运用有限元仿真技术,对框架肋骨位置以及刚度变化对长舱段舱段失稳临界压力影响进行了研究,并将数值仿真结果与理论计算结果进行了对比。结果表明,单根框架肋骨位于舱段正中时,对舱段的支撑作用最强;两根框架肋骨分别位于舱段1/3处时,对舱段的支撑作用最强;框架肋骨刚度的改变,不仅会改变舱段失稳临界压力的大小,同时引起舱段破坏形态的变化。