环肋圆柱壳结构壳板稳定性研究

讨论了环肋圆柱壳壳板稳定性解析法与有限元法计算结果的差异,分析了造成差异的原因,给出了对解析法公式的修正方法。     

周向变刚度环肋圆柱壳应力分析研究

采用大曲率梁理论和弹性基础梁带理论,建立潜艇特殊舱段结构的力学模型。利用能量法求出肋位处耐压船体壳板中面周向应力。建立环肋圆柱壳微分方程并根据边界条件求解,得到周向变刚度环肋圆柱壳应力计算方法。通过理论分析和模型试验验证了本计算方法。     

功肋圆柱壳结构壳板稳定性研究

讨论了环肋圆柱壳壳板稳定性解析法与有限元法计算结果的差异，分析了造成差异的原因，给出了对解析法公式的修正方法。     

各向均匀外压力作用下环肋圆柱壳的稳定特性

各向均匀外压力作用下的环肋圆柱壳，在总稳定方面会出现异常特性，例如，其稳定性不能正常地随其刚度的增加而增大。本文根据环肋圆柱壳在三种外力状态下（仅受轴向均匀外压，仅受横向均匀外压和各向均匀外压），总稳定性随几何参数变化的规律，从理论上详细说明了异常特性的实质是仅受轴向外压的特性，最后用模型实验结果证明理论分析与研究的正确性。     

基于多变量分析的环肋圆柱壳结构特性研究

为了从整个可行解空间研究圆柱壳结构特性,采用全因子试验设计获得变量范围内的可行解空间,通过相关理论推导计算得到不同结构形式圆柱壳的强度、稳定性以及振动频率等指标。采用相关性分析、主成分分析以及变量聚类分析方法根据可行解空间的数据对环肋圆柱壳强度、稳定性、振动频率之间以及这些属性与设计变量之间的关系进行研究。采用相关系数矩阵图、主成分分布图以及谱系聚类图将多变量分析的结果可视化。对可视化结果进行分析发现了圆柱壳结构属性之间的矛盾性,变量、属性之间的相似性和关系的复杂性。通过多变量分析得到的相关结论能够作为实际工程设计的参考。     

深海无人系统大长径比环肋圆柱壳结构设计与试验研究

环肋圆柱壳是深海无人系统广泛采用的一种耐压结构形式,保障其结构安全是系统研制过程中非常重要的一环。针对环肋圆柱壳的结构特征推导了组合结构重量关系式和结构参数简化估算方法,并以一种超长型深海无人系统耐压结构为例,围绕大长径比环肋圆柱壳的结构形式、设计计算、仿真分析、模型验证等开展研究。研究表明提出的大长径比环肋圆柱壳结构设计参数简化估算方法具有较好的适应性。相关计算和分析结果可以为该型深海无人系统结构设计提供技术支撑,也可以为其他类似耐压结构设计提供参考。     

环肋椭圆柱壳-流场耦合系统自由振动的解析求解方法

提出了分析环肋椭圆柱壳-流场耦合系统自由振动的一种解析求解方法。环肋通过"刚度均摊"到均质椭圆柱壳体上,考虑流场对壳体振动特性的影响,通过Helmholtz方程描述声介质的波动,建立环肋椭圆柱壳-流场耦合系统的自由振动方程,进而求得耦合系统的自由振动固有频率。为了验证方法的准确性,将水下环肋椭圆柱壳退化成水下环肋圆柱壳和不加肋的水下椭圆柱光壳,两个退化模型的计算结果与已有文献结果吻合良好。并详细讨论了椭圆度、环肋间距等主要参数对耦合系统自由振动特性的影响。     

环肋圆柱壳体在水下冲击波作用下的动力弹塑性屈曲

本文以加肋圆柱壳体为对象建立力学模型，在水下爆炸产生的冲击波作用下，考虑流体与结构的耦合效应，研究加肋圆柱壳体的弹塑性失稳变形量及动力响应特性。数值分析显示出的最终变形形状和压力变化过程与实验资料一致的     

Acoustic radiation from shear deformable ring-stiffened laminated composite cylindrical shell submerged in flowing fluid

Acoustic radiation from a point driven, infinite, periodically ring-stiffened, laminated composite cylindrical shell submerged in flowing fluid is investigated theoretically. Both the effects of in-plane and out-of-plane vibrations of the ring-stiffeners and the effects of fluid convection on far field acoustic radiation behaviors are concerned. The equations of motion of the laminated composite cylindrical shell is presented on the basis of the first order shear deformation theory. Fourier transform and Poisson summation formula are used to transform the equations into a set of infinite algebraic equations expressed in the wavenumber domain. After truncation, the response of the laminated composite cylindrical shell is solved, and the stationary phase approximate is employed to find the expression for the far field sound pressure. Convergence analysis of the numerical solutions is conducted. The theoretical model and numerical method proposed in this paper are validated by comparison with those presented in available literature. Finally, numerical results are presented to demonstrate the effects of various parameters such as the size and spacing of the ring-stiffener, the thickness and the radius of the cylindrical shell, the lamination angle and the lamination scheme of the composite materials as well as the Mach number on the far field sound pressure.     

球柱壳耐压舱体极限承载力研究

耐压舱设计是水下机器人的核心技术之一,其极限承载力研究是核心中的核心。针对球壳封盖加柱形壳体耐压舱,现行标准对于初始导入缺陷数值的确定往往过于保守,对于耐压舱体数量较多的无人潜水器来说,过大的设计质量是总体设计所无法接受的。首先采用装配体整体建模策略,建立复合屈曲的受力模型,将三大非线性影响因素同时引入到极限承载力研究中,提升了计算精度。然后分别针对确定性缺陷和非确定性缺陷结构开展极限承载力研究。最后,提出以0.23%的初始缺陷导入尺度作为球壳封盖加圆柱壳体的耐压壳体缺陷导入参数,给出了导入尺度的计算方法,并借助水压试验对上述参数的准确性进行验证。     

基于粘性流模型的筒型基础防波堤波浪力数值分析

筒型基础防波堤是一种新型港口海岸工程结构,其基础上部是由连续排列的圆筒构成的直立防浪墙.采用粘性流数值模型,研究连续圆筒防波堤上波浪力竖向分布、水平(沿圆筒环向)分布和波浪力合力特性,并对粘性流数值模型计算的平面直墙波浪力与海港水文规范方法计算结果;粘性流数值模型计算的连续圆筒墙面波浪力与平面直墙波浪力;无限长连续圆筒墙面波浪力与有限长连续圆筒墙面波浪力进行比较分析.针对所选工程算例,建议按<海港水文规范>中平面直墙波浪力计算方法确定连续圆筒防波堤上的波浪力时,波峰时考虑0.90左右的折减系数,波谷时考虑0.95左右的折减系数.     

海洋纤维增强柔性管压溃失效特性研究及参数敏感性分析

以一种黏结型的纤维增强柔性管作为研究对象,基于ABAQUS建立纤维增强柔性管的实体单元模型。根据二维 Hashin失效判据判断柔性管失效情况,充分考虑管道内外护套层塑性及纤维增强层复合材料渐进失效,建立纤维增强柔性管的压溃数值模型。将特征值法与弧长法相结合,计算得到了较为精准的纤维增强柔性管临界压溃压力及对应的外压—椭圆度曲线;并对影响柔性管临界压溃压力的几个敏感性参数如椭圆度、纤维缠绕角度、直线度进行分析。研究结果表明椭圆度和直线度偏差的增大及纤维缠绕角度的降低均会使柔性管的临界压溃压力下降,该结果对纤维增强柔性管的设计与使用均具有一定的参考意义。