双层壳结构抗冲击性能仿真研究

对潜艇结构冲击响应(加速度)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.以某潜艇的结构和型线为基础,利用大型有限元计算软件ANSYS/LS DYNA计算了双层壳结构在改变外层壳体(简称外壳)及内层壳体(简称内壳)的厚度时的冲击环境,分析了双层壳结构在不同工况下的冲击响应,讨论了外壳和内壳对双层壳结构冲击环境的影响.通过数据分析表明:在改变外壳及内壳板厚的情况下,外壳及内壳的冲击响应(加速度)近似服从威布尔分布,内部结构的冲击响应近似服从正态分布;在同一冲击因子下,改变外壳板厚和内壳板厚对结构各部分的冲击响应影响不同.这对于潜艇的抗爆炸抗冲击分析及合理的结构形式具有重要意义.     

弹体侵彻夯土靶加速度测试记录仪的研究

对弹体侵彻夯土靶加速度测试记录仪进行了研究,分析了内部测试存储电路的设计原理,提出了一种中薄壁厚型防护外壳,设计了精确确定泡沫铝缓冲厚度的试验方法.针对应力波作用下防护外壳的屈曲和泡沫铝缓冲性能不足导致内部电路模块冲击断裂的典型失效模式,通过ANSYS/LS-DNYA对记录仪抗冲击结构性能进行了分析.经计算,防护外壳半径为29 mm,厚度3 mm,泡沫铝厚度23 mm的抗冲击防护结构理论抗冲击能力为43 000 g.在实弹侵彻夯土靶试验中,测得冲击加速度峰值为20 300 g,在此冲击下记录仪壳体结构稳定,内部电路工作正常.     

三维壳体等几何分析方法研究

以NURBS基函数离散位移场实现了三维空间壳体的等几何分析。首先给出了基于NURBS基函数的壳体单元形状和位移场的表示,而后推导了单元刚度阵的表达形式;并通过数值实例表明了文中等几何壳体分析方法的有效性与正确性。     

结构参数变化对双层圆柱壳冲击响应的影响

为了研究潜艇结构在水下爆炸作用下的响应特点和潜艇结构参数变化对其冲击响应的影响,该文在大型有限元计算软件ANSYS/LS-DYNA环境中仿照潜艇结构设计了一个双层圆柱壳体,并对其在相同冲击因子、不同结构参数下的冲击环境进行仿真.以冲击加速度为主要数据,分析了改变内壳板厚、外壳板厚、肋骨尺寸、肋骨间距等结构参数对冲击响应的影响.通过引入各种无量纲化结构参数,得到了双层圆柱壳结构有利于抗冲击的结构参数取值范围,对潜艇抗冲击设计有参考价值.     

基于有限元的矿用潜水泵叶轮的应力与变形分析

叶轮作为矿用潜水泵的重要部件,对其进行应力及变形分析,可为提高潜水泵的性能,优化叶轮结构,指导设计生产提供参考依据。利用有限元分析软件ANSYS 13.0,从矿用潜水泵实际运行工况出发,对潜水泵叶轮在耦合载荷作用下的应力及变形情况进行分析。分析结果表明:在耦合载荷作用下,叶轮径向、周向、轴向应力以及第一主应力远小于叶轮材料强度极限;最大变形位置在叶片与叶轮外缘前后盖板之间的流道上。该分析结果有利于分析叶轮变形失效原因,校验叶轮受力及设计合理性,并且为潜水泵叶轮的优化设计提供了充分的理论依据。     

复合材料圆柱壳体水下非线性屈曲数值分析

为解决水下复合材料仿真精度低的问题,采用非线性数值分析方法对复合材料圆柱壳体的水下屈曲行为进行研究。通过算例表明了非线性屈曲数值分析与试验结果的吻合性较好,验证了数学模型和计算方法的有效性。对比了铝合金、Carbon/Epoxy、Boron/Epoxy和Glass/Epoxy4种材料圆柱壳体的水下非线性屈曲行为,结果表明纤维的拉伸模量对于圆柱壳体的耐压能力有较大影响,Carbon/Epoxy是水下圆柱壳体比较理想的一种材料,最后分析了矩形、T形和L形肋骨复合材料圆柱壳体的水下非线性屈曲行为,通过分析可知,T形肋骨对于提高圆柱壳体的屈曲压力是最明显的。研究结果对于复合材料在水下的应用及研究有较大的参考价值和指导作用。     

缺陷圆柱壳体外压屈曲的仿真分析

基于Ansys workbench有限元仿真软件,对含初始缺陷的圆柱壳体进行了外压屈曲的仿真研究。首先进行了理想圆柱壳体的特征值屈曲分析,得出前30阶线性屈曲失稳模态作初始几何缺陷。然后基于单一模态缺陷法和组合模态缺陷法建立具有初始几何缺陷的模型,利用有限元仿真分析的非线性稳定算法和弧长法进行非线性屈曲分析。最后设计圆柱壳体静压屈曲实验,得出了临界屈曲载荷。将非线性屈曲分析结果与实验结果、承压结构工程分析方法计算结果作对比分析,结果表明：弧长法与非线性稳定算法相比,预测精度更高;承压结构工程分析方法求出的结果非常保守,临界屈曲载荷远低于实验结果;第1阶模态缺陷不是对圆柱壳体承压能力最不利的初始缺陷,最不利初始缺陷的模态阶数一般为低阶;模型的初始缺陷幅值大小对临界屈曲压力有较大的影响,但对最不利初始缺陷的模态阶数没有影响。2种初始缺陷构造方法都是可行的,但低阶多模态组合缺陷模型具有更精准的预测精度,误差约为3.55%。     

大型截球形FRP地面雷达罩的内力计算

本文对空间构架式雷达罩进行了网格划分，运用薄膜理论加边界效应的连续化拟壳分析方法，分析了国内研制的直径２０ｍ，３／４截球型地面雷达罩在自重、雪载、风载作用时的壳体内力，并将壳体内力转化成杆件内力，进行了强度校核，为有限元数值解法提供了一个很好的参考依据。     

潜水泵房的技术经济分析

本文以株洲市第四水潜水泵房建设为例，根据潜水泵的特点，对取水工程中的潜水泵房与干式泵房进行了经济技术比较。     

钢管混凝土拱抗冲击影响因素

为研究钢管混凝土拱的抗冲击力学性能,在试验结果验证的基础上,采用有限元分析方法,研究了集中冲击荷载作用下矢跨比、混凝土强度等级、钢材屈服强度和冲击质量4个因素对钢管混凝土拱抗冲击力学性能的影响.计算结果表明:相同冲击能量下,钢管混凝土拱存在着一个矢跨比阈值f,当试件矢跨比大于f时,试件的抗冲击性能基本相同;与钢管混凝土梁、柱类似,增大混凝土强度对提高试件的抗冲击性能影响不明显,而增大钢材屈服强度可以使试件的抗冲击性能明显改善;随着冲击质量增加,试件的冲击力峰值变化不大,挠度变大,冲击持续时间变长,冲击质量与跨中挠度成线性关系.     

层合板在低速冲击载荷作用下本构方程的研究

纤维增强复合材料层合板的冲击响应是一个兼有几何非线性、材料非线性、接触非线性的复杂过程。本文采用连续介质力学,对层合板的运动、变形进行描述,给出了冲击系统的有限元列式。在此基础上,通过建立壳局部坐标系与参考坐标系之间的转换矩阵,导出有限应变低阶壳单元在显式分析中的应力更新方法,为进一步研究复合材料的动态力学行为提供一个新思路。     

LH45型三缸高压柱塞泵壳体改造分析

由意大利生产LH45型三缸高压柱塞泵在实际工作中,由于液体的腐蚀性和工作压力的双重作用,造成了泵壳体的破损,使其工作寿命大大减少．研究了泵壳体破损的状态和规律,对其进行重新选材制造,在Solidworks软件中建立了泵壳体三维实体模型,再利用有限元软件ANSYS分析改造后壳体应力和应变状态,并与改造前壳体应力和应变状态进行比较分析,通过有限元分析结果的比较验证泵壳改造的正确性和可行性．     

基于QR法的单层柱面网壳结构分析

为解决传统有限元方法计算网壳结构时的缺点与不足,采用结构分析QR法对单层柱面网壳结构进行研究.根据QR法基本原理,导出了单层柱面网壳结构新的刚度方程及其计算格式,利用样条节点位移参数可求出结构节点位移和杆端力.依据QR法的计算要点和有限元法流程编制了相应的计算程序,计算了某单层柱面网壳结构的节点位移和内力,并将计算结果与有限元结果作对比.结果表明:该方法是一种经济可靠的结构分析计算方法,可用于单层柱面网壳结构及其他网壳结构的计算.     

冰箱压缩机壳体噪声辐射数值分析

为了降低冰箱压缩机的噪声，并进一步优化壳体的声学特性，利用数值模拟方法，对壳体的振动特性和噪声辐射的影响因素进行了研究.在壳体模态分析的基础上，分析了泵体支撑方式、壳体形状、厚度和阻尼等不同壳体参数对壳体噪声辐射的影响，结果表明，泵体与壳体采用底部支撑方式联接、上壳体采用大的圆角半径、增大壳体壁厚、增大阻尼等均能降低壳体的噪声辐射.运用流固耦合有限元方法，计算了在不同润滑油量下壳体的耦合模态，以及壳体在单点激励下的远场辐射，结果表明，第5阶和第10阶固有频率随着油面高度的增加呈下降趋势；壳体在1 000～2 000 Hz的噪声辐射其峰值随着油面高度的升高逐渐增大，并逐渐向高频移动，实验结果与理论分析相一致.     

基于梁格法及板壳有限元法的立交桥空间分析

研究了城市立交桥多股匝道交汇处的异形梁结构的空间受力特性．以某立交桥异型梁为工程背景,采用梁格法模型及板壳有限元法模型对该异型结构进行了对比计算分析,分析研究表明：相对于实体板壳有限元法,梁格法作为一种介于平面和实体有限元方法之间的结构计算方法,其计算简便、高效、实用,可以用于工程设计．     

关于木几匣类部件铸造毛坯变形的数值分新

针对航空发动机机匣建喜了有限元数值分析模型。基于MSC．MARc软件的分析功能,运用有限元方法研究了机匣类薄壁部件铸造毛坯的变形,模拟了温度场、应力场及变形情况,同时对温度场、应力场及其对变形的影响进行了定性分析．为实际机匣类部件减小变形提供依据。     

旋转薄壳容器结构计算的一种新方法

提出了一种应用旋转壳大单元与六节点三角形混合单元相结合的方法,分析旋转薄壳容器结构,通过对三心底压力容器的实例计算和实验分析,表明该方法不但精度高而且输入数据少,内存少,适于用微机分析各种旋转薄壳容器结构。     

关于机匣类部件铸造毛坯变形的数值分析

针对航空发动机机匣建立了有限元数值分析模型. 基于MSC.MARC软件的分析功能,运用有限元方法研究了机匣类薄壁部件铸造毛坯的变形,模拟了温度场、应力场及变形情况,同时对温度场、应力场及其对变形的影响进行了定性分析,为实际机匣类部件减小变形提供依据.     

块——壳罚单元及其在工程中的应用

本推导了正交曲线坐标下的壳单元与直角坐标下的三维块体单元之间的罚单元，成功地解决了不同坐标系和不同结点自由度的组合结构有限元分析问题：