圆柱壳结构的稳定性及可靠性研究
发布时间：2024-03-27 19:43
载人潜水器作为海上资源勘探、事故处理、海上军事手段等重要工具,潜水器能在深海内安全的航行,是进行正常作业的前提。环肋耐压圆柱壳和锥-柱结合圆柱壳结构作为常见的潜艇主要结构,其结构的强度和稳定性也应受到人们的重视。在不增加结构重量,改变耐压壳结构某些部位板厚、肋骨的结构型式来增加结构强度和稳定性,从而提高结构材料利用率,是我们必须予以考虑的。圆柱壳体的主要破坏形式是屈曲失稳,而失稳的发生一般具有突然性,因此,圆柱壳的屈曲问题一直备受关注。潜艇在安全深度作业时,采用可靠性的方法来确定耐压壳体结构设计方法的可靠度,以确保设计尺寸能使耐压壳体具有较高的安全性。因此,研究耐压圆柱壳的稳定性及可靠性具有重要的意义。本文以主舰艇耐压圆柱壳结构为研究对象,采用理论分析与非线性有限元相结合的方法,对潜艇结构的稳定性进行研究。在此基础上,探讨结构在稳定性失效模式下的结构可靠性。具体的研究内容如下:(1)通过能量法获得耐压圆柱壳结构发生总体失稳和壳板局部失稳的临界压力理论结果,采用非线性有限元法对文献实验模型进行数值模拟,将理论计算、数值模拟和实验结果进行对比。结果表明,数值分析方法与理论计算值和实验结果的...
【文章页数】：126 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题的研究背景和意义
1.2 耐压壳结构的国内外研究现状
1.2.1 耐压壳结构的稳定性研究现状
1.2.2 耐压壳结构的可靠性研究现状
1.3 本文研究内容
第2章 圆柱壳结构的稳定性计算方法
2.1 引言
2.2 圆柱壳结构的强度计算
2.2.1 圆柱壳结构受力分析
2.2.2 圆柱壳结构弯曲微分方程
2.2.3 圆柱壳结构强度
2.3 圆柱壳结构的稳定性计算
2.3.1 圆柱壳结构的总稳定性
2.3.2 壳板结构的稳定性
2.4 圆柱壳结构的理论临界压力修正
2.4.1 物理非线性修正
2.4.2 几何非线性修正
2.5 圆柱耐压壳结构稳定性有限元分析方法验证
2.5.1 耐压壳结构参数设置
2.5.2 边界条件和加载
2.5.3 初始挠度
2.5.4 圆柱壳结构数值分析
2.6 本章小结
第3章 结构参数对耐压壳结构稳定性的影响研究
3.1 引言
3.2 计算模型
3.2.1 几何尺寸
3.2.2 单元网格划分
3.2.3 边界条件的确定
3.3 结构尺寸对圆柱耐压壳结构稳定性的影响
3.3.1 壳板板厚对耐压壳稳定性的影响
3.3.2 肋骨腹板板厚对耐压壳稳定性的影响
3.3.3 肋骨腹板高度对耐压壳稳定性的影响
3.4 本章小结
第4章 初始缺陷对圆柱壳稳定性的影响研究
4.1 引言
4.2 不同肋骨型式对圆柱壳结构稳定性的影响分析
4.2.1 计算模型
4.2.2 网格划分和边界条件
4.2.3 结果对比分析
4.3 初始挠度幅值对圆柱壳结构稳定性的影响
4.3.1 初始挠度幅值对圆柱壳结构发生总体失稳的影响分析
4.3.2 初始挠度幅值对圆柱壳结构发生壳板失稳的影响分析
4.3.3 计算结果对比分析
4.4 本章小结
第5章 锥-柱结合耐压圆柱壳稳定性的研究
5.1 引言
5.2 锥-柱结合圆柱壳有限元分析
5.2.1 参数设置
5.2.2 边界条件和加载设置
5.2.3 失稳分析
5.3 初始变形对锥-柱结合壳结构稳定性影响分析
5.3.1 初始挠度幅值对结构失稳的影响
5.3.2 不同区域初始变形对结构稳定性的影响
5.4 结构尺寸对结构稳定性影响分析
5.4.1 壳板厚度对结构稳定性的影响
5.4.2 锥壳半锥角对结构稳定性的影响
5.5 柱壳半径对结构稳定性影响分析
5.5.1 相同半径比对结构稳定性的影响
5.5.2 不同半径比结构稳定性的影响
5.6 本章小结
第6章 耐压圆柱壳结构的可靠性研究
6.1 引言
6.2 圆柱壳结构可靠度原理
6.2.1 可靠性和可靠指标
6.2.2 耐压壳体的主要失效模式
6.2.3 耐压壳结构的基本随机变量及分布特征
6.3 圆柱壳结构可靠性计算方法
6.3.1 耐压壳结构可靠性计算FORM法
6.3.2 耐压壳结构可靠性计算Monte-Carlo法
6.4 基于理论公式的圆柱壳结构稳定可靠性分析
6.4.1 基于FORM法的可靠性分析
6.4.2 基于Monte-Carlo法的可靠性分析
6.4.3 计算结果分析
6.5 基于有限元法的圆柱壳结构稳定可靠性分析
6.5.1 基于FORM法的可靠性分析
6.5.2 基于Monte-Carlo法的可靠性分析
6.5.3 计算结果分析
6.6 基于有限元软件的锥-柱耐压壳稳定可靠性研究
6.7 本章小结
第7章 总结与展望
7.1 本文研究工作总结
7.2 展望
参考文献
附录
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢
本文编号：3940398
【文章页数】：126 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题的研究背景和意义
1.2 耐压壳结构的国内外研究现状
1.2.1 耐压壳结构的稳定性研究现状
1.2.2 耐压壳结构的可靠性研究现状
1.3 本文研究内容
第2章 圆柱壳结构的稳定性计算方法
2.1 引言
2.2 圆柱壳结构的强度计算
2.2.1 圆柱壳结构受力分析
2.2.2 圆柱壳结构弯曲微分方程
2.2.3 圆柱壳结构强度
2.3 圆柱壳结构的稳定性计算
2.3.1 圆柱壳结构的总稳定性
2.3.2 壳板结构的稳定性
2.4 圆柱壳结构的理论临界压力修正
2.4.1 物理非线性修正
2.4.2 几何非线性修正
2.5 圆柱耐压壳结构稳定性有限元分析方法验证
2.5.1 耐压壳结构参数设置
2.5.2 边界条件和加载
2.5.3 初始挠度
2.5.4 圆柱壳结构数值分析
2.6 本章小结
第3章 结构参数对耐压壳结构稳定性的影响研究
3.1 引言
3.2 计算模型
3.2.1 几何尺寸
3.2.2 单元网格划分
3.2.3 边界条件的确定
3.3 结构尺寸对圆柱耐压壳结构稳定性的影响
3.3.1 壳板板厚对耐压壳稳定性的影响
3.3.2 肋骨腹板板厚对耐压壳稳定性的影响
3.3.3 肋骨腹板高度对耐压壳稳定性的影响
3.4 本章小结
第4章 初始缺陷对圆柱壳稳定性的影响研究
4.1 引言
4.2 不同肋骨型式对圆柱壳结构稳定性的影响分析
4.2.1 计算模型
4.2.2 网格划分和边界条件
4.2.3 结果对比分析
4.3 初始挠度幅值对圆柱壳结构稳定性的影响
4.3.1 初始挠度幅值对圆柱壳结构发生总体失稳的影响分析
4.3.2 初始挠度幅值对圆柱壳结构发生壳板失稳的影响分析
4.3.3 计算结果对比分析
4.4 本章小结
第5章 锥-柱结合耐压圆柱壳稳定性的研究
5.1 引言
5.2 锥-柱结合圆柱壳有限元分析
5.2.1 参数设置
5.2.2 边界条件和加载设置
5.2.3 失稳分析
5.3 初始变形对锥-柱结合壳结构稳定性影响分析
5.3.1 初始挠度幅值对结构失稳的影响
5.3.2 不同区域初始变形对结构稳定性的影响
5.4 结构尺寸对结构稳定性影响分析
5.4.1 壳板厚度对结构稳定性的影响
5.4.2 锥壳半锥角对结构稳定性的影响
5.5 柱壳半径对结构稳定性影响分析
5.5.1 相同半径比对结构稳定性的影响
5.5.2 不同半径比结构稳定性的影响
5.6 本章小结
第6章 耐压圆柱壳结构的可靠性研究
6.1 引言
6.2 圆柱壳结构可靠度原理
6.2.1 可靠性和可靠指标
6.2.2 耐压壳体的主要失效模式
6.2.3 耐压壳结构的基本随机变量及分布特征
6.3 圆柱壳结构可靠性计算方法
6.3.1 耐压壳结构可靠性计算FORM法
6.3.2 耐压壳结构可靠性计算Monte-Carlo法
6.4 基于理论公式的圆柱壳结构稳定可靠性分析
6.4.1 基于FORM法的可靠性分析
6.4.2 基于Monte-Carlo法的可靠性分析
6.4.3 计算结果分析
6.5 基于有限元法的圆柱壳结构稳定可靠性分析
6.5.1 基于FORM法的可靠性分析
6.5.2 基于Monte-Carlo法的可靠性分析
6.5.3 计算结果分析
6.6 基于有限元软件的锥-柱耐压壳稳定可靠性研究
6.7 本章小结
第7章 总结与展望
7.1 本文研究工作总结
7.2 展望
参考文献
附录
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢
本文编号：3940398
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