内压下矩形耐压舱内部结构优化设计

[目的]为有效降低内压下矩形耐压舱板架弯曲应力,[方法]分别提出内压下矩形耐压舱内部平台位置和支柱布局以及尺寸优化设计数学模型。以内部平台垂向位置作为设计变量,极小化横纵舱壁结构的最大弯曲应力,采用遗传算法求解,得到最优的内部平台布置位置,其优化结果接近垂向均布。支柱设计采用分级优化设计方法,先以等刚度支柱位置作为设计变量,极小化顶甲板结构的最大弯曲应力,分别得到不同支柱数量下的最优布局方案;然后依据应力约束条件选取支柱数量及布局,在此基础上进一步以支柱截面尺寸作为设计变量,以基础优化方案的重量作为约束,极小化顶甲板结构的最大弯曲应力,得到不等刚度支柱最优截面尺寸。[结果]其优化结果显示偏中心区域支柱截面积更大。最终优化设计方案较初始方案,横舱壁、纵舱壁和顶甲板弯曲应力分别降低了28.3%,25.7%和13.9%。[结论]本优化设计方法可为类似结构设计提供方法参考和设计借鉴。     

内压下矩形耐压舱角隅结构形状和拓扑优化设计

为解决内压下矩形耐压舱角隅结构应力集中的问题,提出了角隅结构形状优化和拓扑优化的数学模型。采用子模型技术对结构进行精细化静强度应力分析,以角隅边界形状的变化作为设计变量,极小化角隅结构的应力,得到的最佳角隅形状为弧形。在此基础上,极小化角隅结构的应力,对耐压舱角隅肘板进行拓扑优化设计,寻求肘板材料的最优分布和管路铺设的空间,得到了具有内部圆形开孔和去掉三角形尖角的新型肘板结构。弧形角隅形状和开孔新型式的肘板有效地降低了角隅结构的应力集中。建议的方法可为类似结构的优化设计提供参考。     

潜艇外部耐压液舱结构优化设计

提出了准同心圆式潜艇外部耐压液舱结构是一种优良实用的结构型式,给出了这种结构基于近似解析法和基于有限元应力分析的结构优化设计方法。典型实例表明,准同心圆式结构优化设计方案优于传统结构设计方案,基于有限元优化设计方案优于基于解析法的优化设计方案,液舱壳板单层加纵骨结构优化设计方案优于双层加纵骨结构优化设计方案。     

潜艇外部耐压液舱结构优化设计

提出了准同心圆式潜艇外部耐压液舱结构是一种优良实用的结构型式,给出了这种结构基于近似解析法和基于有限元应力分析的结构优化设计方法。典型实例表明,准同心圆式结构优化设计方案优于传统结构设计方案,基于有限元优化设计方案优于基于解析法的优化设计方案,液舱壳板单层加纵骨结构优化设计方案优于双层加纵骨结构优化设计方案。     

潜艇外部耐压液舱结构优化设计

提出了一种优良实用的准同心圆式潜艇外部耐压舱结构型式,并给出了这种结构基于近似解析法和基于有限元应力分析的结构优化设计方法。曲型实例表明,准确同心圆式结构优化设计方案优于传统结构设计方案。     

潜艇外部耐压液舱结构优化设计

提出了准同心圆式潜艇外部耐压液舱结构是一种优良实用的结构型式,给出了这种结构基于近似解析法和基于有限元应力分析的结构优化设计方法.典型实例表明,准同心圆式结构优化设计方案优于传统结构设计方案,基于有限元优化设计方案优于基于解析法的优化设计方案,液舱壳板单层加纵骨结构优化设计方案优于双层加纵骨结构优化设计方案.     

基于MATLAB的潜艇耐压液舱结构优化设计

本文以MATLAB为平台,进行了同心圆和准同心圆式潜艇耐压液舱结构的优化设计。计算结果与有限元计算结果相比偏于安全,两种结构形式的优化结果比较接近,考虑到工程实际,准同心圆式潜艇耐压液舱结构值得推荐。     

集体逃逸舱开孔耐压球壳优化设计

开孔耐压球壳是集体逃逸舱的主要承压结构,其强度和稳定性直接关系到逃生人员的生命安全。本文推导了计算静水压力下开孔耐压球壳应力的解析单元法(AEM),该方法与有限元法计算结果吻合。对开孔耐压球壳极限强度进行有限元分析,用响应面法(RSM)建立非线性稳定性近似公式。基于强度和稳定性计算公式,联合采用多岛遗传算法(MIGA)和Hook-Jeeves法进行优化设计,得到满足强度和稳定性要求重量最轻的设计方案。     

钛合金深海耐压舱结构设计

根据最小重量原则及耐压舱的使用要求,结合规范和有限元方法设计工作潜深为2 000 m的钛合金圆柱耐压舱,并对带有多个开孔的端部平盖封头进行结构设计与校核。针对圆柱舱建立参数化结构有限元模型,并在Isight集成优化环境下进行结构优化并获得最优解。对耐压舱进行打压试验,验证了设计方法的有效性,深海压力舱满足力学性能和重量要求。     

潜艇耐压液舱设计

以Sysware为设计平台,以满足现行规范要求为设计条件,对实肋板带液舱壳板纵骨的耐压液舱进行了优化设计。通过对设计变量、约束条件及目标函数的分析,提出了耐压液舱优化设计的主要设计变量、约束条件及目标函数。通过对算例的优化,对耐压液舱的设计提出了优化设计方向,对实肋板减轻孔的设计提出了改进意见。本文对耐压液舱的规范设计具有一定的指导作用。     

光缆耐压穿舱结构模型试验

针对光纤光栅在线监测系统对光缆穿过深潜器耐压壳体的新需求,提出以电缆杯形管节作为光缆的耐压穿舱结构,并以电缆杯形管节的封装工艺对光缆耐压穿舱结构进行封装。对光缆耐压穿舱结构的耐压试验和监测系统的联调试验表明,杯形管节作为光缆的耐压穿舱结构,可以保证结构水密性。光缆经过杯形管节的封装后,其光纤的光损耗低,可以保证监测系统的正常运行。通过试验还得到一些有用的结论,对监测系统的正确使用有指导意义。     

长舱段耐压结构研究进展

分析长舱段耐压结构力学特性研究的发展现状,与普通环肋圆柱壳结构力学特性研究思路类似,从结构强度、稳定性以及结构优化的角度分析长舱段耐压结构力学特性的研究现状,总结概括耐压长舱段结构有待研究的问题和研究方向。     

耐压液舱区域的耐压船体应力分析研究

本文以耐压液舱区域的耐压船体结构为对象,在轴对称假设的前提下建立力学模型,得到耐压船体结构挠度表达式,推演出壳板强度计算公式.通过计算表明与试验结果是一致的.     

潜艇耐压液舱区耐压船体计算方法的探讨

本文采用大曲率梁和弹性基础梁理论，建立舷间耐压液舱区域时辰主船体的微分方程，并求解出其挠度表达式，由此得到耐压船体的强度计算公式，通过数值计算表明结果的正确性。     

耐压液舱新型结构型式研究

提出了一种耐压液舱的新型结构形式--准同心圆式耐压液舱.这种结构的强度、稳定性、抗疲劳性能好,还便于布置,基于近似解析法的结构优化设计结果偏于安全,可供潜艇结构设计部门方便引用.     

潜器耐压液舱结构有限元分析

应用有限元方法对纵骨式耐压液舱结构进行系列计算,通过多参数多工况方案对比分析,详细讨论了耐压壳板半径、液舱壳板半径、耐压船体壳板板厚、液舱壳板板厚、相邻实肋板间距、相邻纵骨间距等参数对液舱壳板和耐压船体壳板结构强度和稳定性的影响,研究结果可供潜器耐压液舱结构设计参考,并为进一步完善耐压液舱结构的理论计算方法提供依据。     

耐压液舱结构的模型试验研究

对传统式和准同心圆式两种外部耐压液舱结构进行了模型对比试验.结果表明,在弹性阶段,准同心圆式耐压液舱耐压船体壳板的应力沿圆周方向趋于均匀化,最大应力明显低于传统式耐压液舱相应位置处的同类应力;随着静水外压的增加,模型结构从局部屈服到塑性区扩展,应力重新分布,直至发生轴对称屈服破坏,未见失稳特征.模型试验结果与有限元解吻合良好.     

耐压液舱新型结构型式研究

提出了一种耐压液舱的新型结构形式－准同心圆式耐压液舱，这种结构的强度，稳定性，抗疲劳性好，还便于布置，基于近似解析法的结构优化设计结果偏于安全，可供潜艇结构设计部门方便引用。     

耐压液舱结构强度与稳定性

应用有限元方法对纵骨式耐压液舱结构进行系列计算,通过多参数多工况方案对比分析,详细讨论了耐压壳板半径、液舱壳板半径、耐压船体壳板板厚、液舱壳板板厚、相邻实肋板间距、相邻纵骨间距等参数对液舱壳板和耐压船体壳板结构强度和稳定性的影响,研究结果可供潜器耐压液舱结构设计参考,并为进一步完善耐压液舱结构的理论计算方法提供依据.