加筋圆柱壳开孔结构强度分析

加筋圆柱壳开孔结构是潜艇典型耐压船体的主要结构形式之一,如何避免在开孔周围造成应力集中,即开孔结构补强是工程中特别关心的问题。在设计过程中,因为要多次建模分析,会导致设计分析效率变低,所以开发了加筋圆柱壳开孔结构的参数化建模分析程序。基于参数化建模分析程序,讨论了多参数对于开孔周围应力集中的影响。

组合载荷作用下圆柱壳开孔接管结构设计分析

采用应力分析法和极限载荷分析法,对在内压和支管外力矩作用下的圆柱壳径向开孔接管原结构、加筋结构和接管根部加厚结构进行应力分析和评定。结果表明:较之于原接管结构,接管根部加厚结构承载能力提高明显,而加筋结构在仅受内压时承载能力无甚改善,在组合载荷作用下承载能力有所增加;各接管分析结构基于应力分析法的最大应力位置和基于极限载荷法的最大应变位置并不一致,应力分析法评定结果较为保守,极限载荷法评定结果更合理。

体-壳单元组合建模法在圆柱壳开孔结构有限元分析中的应用

研究体-壳单元组合建模法在圆柱壳开孔结构有限元分析中的应用,主要考虑多点约束(MPC)法在处理体单元与壳单元连接时的计算精度和效率。在Ansys中建立相应的模型,并与全壳单元模型及全实体单元模型的计算结果进行对比。结果表明,采用体-壳单元组合建模的模型在孔周壳板应力、结构屈曲模态及极限失稳响应等方面的计算结果与全壳单元模型及全实体模型偏差较小,结果比较可靠。

计及初挠度的圆柱壳开孔结构极限承载能力研究

主要研究了一致缺陷模态和局部缺陷模态两种初挠度形式对圆柱壳开孔结构极限承载力的影响。在通用有限元软件中建立了相应的模型,对施加了不同缺陷幅值初挠度的圆柱壳开孔结构进行了非线性极限承载计算,分析了开孔区域附近结构的塑性扩展情况,获得了结构对初挠度幅值的敏感度。此外还研究了开孔区域加强构件的几何参数对结构极限承载能力的影响。

耐压圆柱壳开孔采用非对称围壁加强解析解与有限元解对比分析

单壳体水下航行器开孔加强结构由于受到外形限制,往往需采用非对称围壁结构进行加强,传统解析解给出了对称围壁加强的计算方法,但其是否适应于单壳体水下航行器单边加强(加强围壁外伸部分非常短)的结构有待研究。本文针对典型单壳体开孔非对称围壁加强结构,开展解析解分析与有限元仿真分析的对比研究。通过调整非对称围壁相关参数,对比解析解与有限元解的圆柱壳开孔孔边中面周向应力与围壁中面周向应力值,分析围壁不同参数对于孔边应力集中的影响规律,对解析解与有限元解偏差原因进行了探讨,为工程设计提供参考。

开孔圆柱壳模拟疲劳试验模型及加载条件的研究

研究受内压开孔圆柱壳与其受拉伸开孔平板模型在结构和受载条件上的相似性。有限元分析表明 ,开孔圆柱壳与其相应的平板模型在开孔附近的等效应力分布非常相似。分析和试验结果表明 ,开孔圆柱壳模拟疲劳试验载荷应由控制疲劳寿命的关键部位 (即危险点 )的等效应力来确定 ,当开孔圆柱壳与其平板模型在危险点的等效应力水平和分布相同时 ,可认为二者的疲劳寿命也相同。在正确的加载条件下 ,开孔平板模型可用于开孔圆柱壳的模拟疲劳试验 ,并较精确地预测开孔圆柱壳的疲劳寿命。

基于ANSYS二次开发的圆柱壳双开孔-接管应力分析

针对过程装备中经常遇到的圆柱壳双开孔-接管结构模型,以ANSYS10.0为平台,Visual Basic6.0和APDL语言为开发工具,进行了参数化有限元平台设计,有效地提高了设计效率。并进一步利用此平台进行分析计算,得到了在不同载荷工况、不同接管间距下,相邻两接管间经向筒壁的薄膜应力强度分布规律,为此类结构安全评定及优化设计提供有效手段。

非对称围壁加强对耐压圆柱壳孔口应力影响分析

由于单壳体水下航行器开孔加强结构受到外形限制,需采用非对称的围壁进行加强。本文采用数值分析方法,建立典型单壳体开孔非对称围壁加强结构有限元模型,开展仿真分析研究。通过调整非对称围壁高度,对比分析圆柱壳开孔孔边应力值,研究不同高度围壁对于孔边应力集中的影响,获得了非对称围壁加强结构的应力变化趋势,并与对称围壁加强结果进行对比,探究了适用于非对称围壁加强的设计方法,为以后工程设计提供技术支撑。

锥壳开孔接管结构失稳临界压力研究

通过有限元方法对外压锥壳开孔接管结构进行分析,详细分析了不同结构参数对临界压力pcr的影响。由结果可知,一定参数范围内,锥壳开孔接管结构的临界失稳压力值随着d/D的增大、Do/δe的增大和δet/δe的减小而减小,在半顶角α=30°附近,结构的临界失稳压力值达到最大。通过正交分析得出影响pcr各因素的权重度为Do/δe>α>d/D>δet/δe。

圆柱壳贴板补强结构的实验研究

本文根据美国压力容器委员会计划对圆筒形容器的贴板补强结构进行一系列研究的要求,对5台开孔接管贴板补强结构的圆柱壳容器进行了电测应力实验,所得结果为从理论上研究圆柱壳开孔接管贴板补强结构应力状况和在实际中有效应用贴板补强的设计规范提供了参考。

基于遗传算法和BP神经网络的圆柱壳大开孔接管结构优化研究

应用神经网络模拟GB150-2011《压力容器》标准中圆柱壳径向接管开孔结构参数与强度关系,以开孔接管结构用材最省为优化目标,采用遗传算法对圆柱壳大开孔接管结构进行优化设计研究.经神经网络拟合后,标准算图数据信息归一于一个三层的BP网络并应用于遗传算法程序中,与反复查图和有限元优化算法相比,此优化算法更节省设计时间.经验证,优化后的结构符合强度要求,优化结果满足工程设计需要.