一、切断一根肋骨的圆柱壳开孔应力分析（论文文献综述）
张帆晨,和卫平,马建军[1]（2020）在《非对称围壁加强对耐压圆柱壳孔口应力影响分析》文中提出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。
朱绍文[2]（2020）在《大直径应急逃生舱强度与冲击环境研究》文中提出潜艇作为现代海军的核心力量之一,自诞生以来因其独特的作战方式而备受各国海军青睐,然而随着现代科技及反潜力量的不断进步,对潜艇自身安全及可靠性带来更高挑战。一旦潜艇因意外或事故而沉没,对艇上人员来讲将会是灾难性的后果,在这种紧急时刻,潜艇应急逃生舱就显得尤为关键,作为一种独立灵活的逃生脱险装置,对于提高失事情况下艇员求生率具有重要作用,相较于传统被动的等待外界救援具有无可比拟的优势。本论文就针对潜艇应急逃生舱,从耐压壳体结构设计、强度校核、优化设计、释放时冲击环境等几个方面重点展开研究。首先,分析了国内外现役逃生舱的基本性能,发现普遍存在着逃生舱直径偏小,搭载能力弱的缺点,由此提出了大直径应急逃生舱概念设想,并对此逃生舱从材料、外型、主尺度等各方面进行设计,给出耐压壳结构初步设计方案。其次,针对耐压壳结构初步设计方案,按照国军标《潜艇结构设计计算方法》（后文简称《规范》）中的要求对其进行强度和稳定性计算校核,同时借助ABAQUS软件建立有限元分析模型,得出在极限水深下耐压壳的应力、位移及屈曲响应,对无法使用《规范》计算强度的特殊部位进行校核,另外也是对《规范》计算结果的一种复核。通过理论与数值两种方法验证了所设计耐压壳强度合乎要求。之后,通过对耐压壳结构优化方面进行探索,建立逃生舱中间段环肋圆柱壳优化设计数学模型,以圆柱壳厚度、肋骨间距、肋骨尺寸为设计变量,以《规范》中强度、稳定性及T型材自身尺寸为约束条件,以整体重量轻量化为目标函数,采用遗传算法进行优化,得出满足约束条件下重量最轻的解;至于逃生舱两端球壳及顶端舱口盖厚度则采用有限元迭代方法确定最小尺寸,由此可得出重量最轻的逃生舱优化设计方案。最后,整理分析现有逃生舱释放机理,针对其释放离艇速度慢或会产生卡顿等的问题,提出适用于本逃生舱的弹射离艇释放方式,即采用气囊弹射,借由气囊快速膨胀产生弹射推力使逃生舱做到迅速离艇。通过查阅相关资料及对逃生舱进行受力分析,估算出逃生舱离艇所需的最小压力载荷,同时设置多种工况,以此作为冲击激励源,对逃生舱冲击环境进行预报分析,评估该弹射方法的可靠性及可能存在的安全隐患,为今后逃生舱弹射释放方法提供参考。
郭家欣[3]（2019）在《深海耐压圆柱壳开孔加强设计及试验研究》文中进行了进一步梳理潜水器是海洋探索中最重要的装备,耐压壳作为潜水器的承压件,为下潜人员和仪器设备提供了安全的环境。圆柱形耐压壳因为容易加工、空间利用率高和流体运动阻力小等优点,普遍用在工作深度小于800米的潜水器或者潜艇中,耐压壳的开孔在实际应用中是必不可少的,而开孔会破坏耐压壳的力学性能,所以研究耐压壳的开孔加强意义重大。本文的研究内容与结论如下:（1）基于CCS《规范》设计开孔加强的圆柱形耐压壳。确定潜水器的工作深度与圆柱形耐压壳的内径。通过比较常用的开孔加强设计方法,选择运用更广泛、可靠性更高的等面积法对壳体进行开孔围壁加强。根据CCS《规范》计算出壳体的其他尺寸以及围壁加强的各项参数,并对各参数进行校核。（2）基于强度和稳定性对比分析完整圆柱壳与开孔加强圆柱壳。通过理论计算求出完整圆柱壳各关键部位的强度、肋间壳板和整体的失稳临界载荷。建立完整圆柱壳和围壁开孔加强圆柱壳的数值模型,分别对其进行强度、线性屈曲和非线性屈曲分析。将完整圆柱壳的理论计算结果、数值分析结果和围壁加强圆柱壳的数值分析结果进行综合分析,结果显示,围壁加强的开孔圆柱壳保留了完整圆柱壳的力学性能。（3）基于比例模型试验验证等效几何缺陷引入的合理性。首先,研究开孔加强参数对开孔圆柱壳稳定性的影响规律,得出:围壁厚度的影响最大、围壁在壳内的高度次之、围壁在壳外的高度影响最小。接着,选出最优组合并制作比例模型,对模型进行数值建模有限元分析、真实缺陷数值分析和静水压力试验。最后,将各分析结果进行对比,结果表明,在获得了制造模型的材料参数、真实轮廓和厚度参数后,可以通过数值分析得到耐压壳的失稳压力,同时说明引入等效几何缺陷的方法是有效可行的。（4）比较不同加强形式下开孔圆柱壳的力学性能。通过等面积法设计围壁和嵌入厚板组合加强的开孔圆柱壳,并对组合加强的圆柱壳进行数值分析,将分析结果与围壁加强形式下的数值分析结果对比,结果显示组合加强的圆柱壳极限强度更大。制作组合加强圆柱壳的比例模型,并进行真实缺陷数值分析和静水压力试验。将两种加强形式的试验结果进行对比,结果表明,组合加强的圆柱壳力学性能更优。
戴睿婕[4]（2019）在《外置式耐压液舱结构尺寸和拓扑优化设计》文中研究说明外置式耐压液舱结构复杂,设计变量多,涉及到实肋板开孔,端部封板和液舱壳板加筋布局,以及壳板与加强筋尺寸的匹配等,设计难度大,仅凭经验进行设计很难得到优化结果。因此,本文开展外置式耐压液舱结构尺寸、开孔拓扑优化和加筋布局拓扑优化设计具有重要的理论意义和工程应用价值。首先,基于有限元软件ANSYS的APDL语言,用耐压液舱壳板厚度等11个设计变量和耐压液舱直径长度比等9个参变量对外置式耐压液舱结构进行了参数化表征,分析了典型方案结构的强度和稳定性,得到空舱工况比满载工况危险的结论。接着建立了耐压液舱结构尺寸优化数学模型,针对空舱工况和参数化表征中的11个设计变量,以3种不同纵骨根数和3种不同应力约束限界值下关注区域应力为约束,以整体结构重量极小化为目标,并基于Matlab编写优化主控程序,联合ANSYS求解。得到了9种不同纵骨根数和不同应力约束限界值下结构重量最轻的设计方案,并分析获得了不同纵骨根数和不同应力约束对优化结果的影响规律。然后,对耐压液舱实肋板结构进行拓扑优化和开孔尺寸优化设计。拓扑优化中,实肋板的单元密度为设计变量;以与实肋板相连的液舱壳板和船体壳板上结构典型应力和实肋板体积分数为约束,以实肋板上最大Mises应力极小化为目标,针对满载和空舱两种工况,利用商用软件Hyperworks/Optistruct对实肋板结构进行拓扑优化。接下来,基于Matlab和ANSYS联合优化,以实肋板上Mises应力和剪应力为约束,以相应结构重量极小化为目标,对实肋板开孔进行尺寸优化,从而得到精细化开孔方案。拓扑优化结果表明,外置式耐压液舱实肋板开减轻孔应集中在中下部。开孔尺寸优化结果表明,外置式耐压液舱实肋板开减轻孔从下到上开孔面积应逐渐减小,且上部不宜开孔。最后,利用商用优化软件HyperWorks/OptiStruct对端部封板和耐压液舱壳板进行加筋布局拓扑优化设计。以整个端部封板内单元密度作为设计变量,以端部封板上Mises应力为约束,以端部封板体积分数极小化为目标,进行加筋布局拓扑优化。拓扑优化结果表明,在端部封板上设置等间距的径向加强筋来降低应力的方式是正确的,且在端部封板上不需要设置环筋;之后通过工程化处理得到了较好的端部封板加筋布局方案。对于耐压液舱壳板,在空舱工况下,优化模型选取整体结构中的液舱区域部分,以主设计区上Mises应力和稳定性为约束,以主设计区体积分数极小化为目标,进行加筋布局拓扑优化。结果表明,在保证强度和稳定性水平与初始方案相比几乎不变的条件下,分区域变纵骨尺寸、变纵骨夹角和变耐压液舱壳板厚度是可取的,但是和同纵骨型号、同纵骨夹角相比,优势不大,综合考虑,在耐压液舱壳板上设置相同纵骨型号和纵骨夹角的纵骨布局方案更好。本文的研究工作为耐压液舱结构和类似结构的尺寸优化、开孔和加筋布局拓扑优化设计提供了有价值的参考。
刘红旭[5]（2019）在《水下多体结构柔性连接通道结构强度及设计参数研究》文中指出国际海底区域资源丰富,而水下运载器是从事水下科学研究和资源开发的重要载体,随着开采进度的发展,深海大型水下运载平台应运而生。由于大型水下运载平台通常需要较大的潜深和较大的排水量,但是受壳体厚度和材料性能的制约,不可能无限制的增加耐压壳的几何尺度,所以国内外学者提出了多体耐压结构形式,这种结构形式用多个直径相对较小的耐压球壳组合而成,可在现有的材料、加工工艺、厚板焊接能力等条件下满足大型水下运载平台的需求。多体耐压结构解决了壳体厚度和材料性能的限制,但随之而来的是多体耐压结构的连接通道问题。连接通道处受力复杂,容易产生相对变形,因此需要位移补偿,即引出了连接通道的柔性连接问题。本文在波纹管的设计与应用基础上,提出用螺旋肋骨圆柱壳作为水下多体结构的柔性连接通道,开展柔性连接通道的结构强度和设计参数研究,具体工作主要如下:（1）柔性连接通道的结构设计与失效模式分析。分析多体耐压结构形状设计时需要考虑的主要因素,综合分析不同组合形式的多体耐压结构在容重比、内部空间利用率和加工工艺等方面的优缺点及其对多体耐压结构形状设计的影响。在分别考虑多体耐压结构强度条件和稳定性条件下,推导类似“哑铃”形状最简球-柱组合耐压结构的容重比计算公式,分别对螺旋肋骨圆柱壳和无加筋球壳在受均布外压载荷作用时进行应力分析讨论,初步研究螺旋肋骨圆柱壳的失效模式。（2）柔性连接通道刚度与强度的特性研究。利用Abaqus有限元程序对本文提出的螺旋肋骨圆柱壳连接通道与以往的均匀环肋圆柱壳连接通道进行比较分析。对螺旋肋骨圆柱壳任意位置在外压环境下应力强度和变形特征进行定量计算,并通过系列的计算分析其随结构参数（L/R,l,t）的变化规律;（3）对螺旋肋骨圆柱壳进行大量的有限元仿真计算,揭示螺旋肋骨圆柱壳失稳波形的特征规律,并提出了考虑几何非线性和材料非线性的螺旋肋骨圆柱壳的极限强度数值计算方法;（4）应用ANSYS有限元软件的结构参数优化技术,在保证螺旋肋骨圆柱壳结构强度的前提下,开展螺旋肋骨圆柱壳合理结构型式研究,根据基于强度标准的耐压结构优化设计参数,应用Abaqus有限元软件进行耐压结构强度与稳定性计算校核,对耐压圆柱壳不同肋骨加强方式进行对比分析。（5）以螺旋肋骨圆柱壳为连接通道,设计不同的球柱组合多体耐压结构方案,分析比较不同位置处连接通道的柔性连接水平和强度、稳定性的差异。
杨华伟[6]（2018）在《深海耐压结构健康监测与在线评估技术研究》文中研究说明耐压结构是水下运载器安全的基础,其作用是容纳操控人员和仪器设备并提供常压的工作环境。随着科技发展和科学研究的需要,水下运载器的下潜深度越来越深,相应地对深海耐压结构的安全性要求也越来越高。深海耐压结构虽然在设计时已经考虑了典型工况下结构的安全性,但是实际使用过程中有可能出现比设计工况更严重和更复杂的工况,例如海水密度的突变,另外耐压结构经长期使用其结构性能也会产生劣化,在缺少相应监测评估技术手段的情况下,耐压结构在实际使用过程中的安全状态无法及时获知,而利用耐压结构健康监测与在线评估技术对其结构状态进行实时监测评估并预警,预测耐压结构极限承载能力显然对其安全使用具有重要意义。基于以上背景,本文进行了创新性研究,主要工作如下:（1）以典型深海耐压结构为对象,对反映其结构安全性的强度和稳定性特征进行了分析,提出了反映结构安全性的结构敏感部位和传感器布置基本策略。综合耐压结构基础状态、监测系统测量误差和结构设计规范标准,研究出了基于监测数据的深海耐压结构安全性在线评估方法和极限承载预测算法,该方法可直接应用于耐压结构健康监测系统。（2）设计了可用于水下运载器的深海耐压结构健康监测与在线评估系统。采用分布式、低功耗数据采集技术解决了实船监测的长距离和长期使用问题;研究出了传感器信号重构处理技术,有效解决传感器长期使用中的“蠕变”现象;研发了能够自动长期运行的耐压结构健康监测评估软件,该软件具有结构状态自评估报警和数据库存储功能。（3）通过耐压结构模型疲劳试验,验证了所研制的深海耐压结构健康监测与在线评估系统的长期监测性能,系统运行稳定,安全性在线评估结果正确。通过耐压球壳结构模型破坏试验验证了深海耐压结构健康监测与在线评估系统的安全性评估和预警功能。（4）针对4500米潜水器载人球壳服役期间结构安全性监测需求,构建了适用于4500米潜水器的载人舱球壳结构健康监测与在线评估系统,并在载人舱耐压球壳上进行了安装应用。海试试验表明研制的结构健康监测评估系统性能稳定可靠,监测评估结果准确。本文通过深海耐压结构健康监测技术与安全性在线评估方法研究,研发了耐压结构健康监测评估系统,并在4500米载人潜水器上进行了成功应用,研究成果可推广应用到多种水下运载器耐压结构、水面船舶结构以及海洋浮式平台结构全寿命期安全监测和评估。
宋晓飞,肖伟,何其健,刘均,程远胜[7]（2018）在《加筋圆柱壳开孔围栏肘板拓扑优化设计》文中进行了进一步梳理[目的]在水下耐压圆柱壳结构开孔围栏与环向肋骨连接处,易出现应力集中。[方法]为此,提出一种开孔围栏与环向肋骨连接肘板拓扑优化设计方法,以有效降低肘板区域的局部高应力。首先,采用子模型技术对连接肘板区域结构进行精细化应力分析;然后,以连接肘板为设计变量,考虑耐压壳板、围栏和肋骨特征点的应力约束,以肘板区域最大应力最小化为目标函数进行拓扑优化,并对拓扑优化结果进行工程化处理,得到最终的肘板形式。[结果]计算结果表明,面板局部加宽的肘板形式可以有效降低应力集中程度;开孔围栏位置横向偏置时,远离中纵剖面一侧的肘板面板加宽长度较大;连接肘板与开孔围栏中心偏置时,肘板面板关于其腹板对称设计即可。[结论]所做研究可为类似结构设计提供参考。
张锦岚,刘勇,李铭[8]（2017）在《加筋圆柱壳开孔结构强度分析》文中研究指明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。
程遥[9]（2017）在《船舶骨材开槽孔孔边应力集中机理及工艺力学特性研究》文中提出我国虽然已经成为世界第一造船大国,但在科技水平和核心竞争力方面与造船强国还有不小的差距。这种大而不强的局面,对船舶行业的长远发展十分不利。因此,依据船厂在实际建造过程中所遇到的实际问题,开展深入、系统的研究至关重要。传统的船舶骨材开槽孔区域结构复杂、数量多,所耗工时较大,需要新工艺的提出及应用。与此同时,随着船舶超大型化的发展趋势,骨材开槽孔区域的结构安全性也越来越受到人们的重视。因此,开展船舶骨材开槽孔孔边应力集中机理及工艺力学特性的研究,对于孔型优化及相关结构设计具有重要意义。本文归纳整理了无限大开孔板孔边应力集中问题的理论求解方法,基于直接计算方法对船体结构骨材开槽孔应力分布进行了分析,在此基础上,设计开展了骨材开槽孔局部模型试验研究,分析了不同加强方案及不同开孔形式在压缩和弯曲载荷作用下的孔边应力分布情况,并基于数值仿真软件ABAQUS进行了相关仿真分析,讨论了不同扶强材设置方案以及新式开孔形式的安全性以及工艺性,针对横剖面不同区域的受力特点,给出了骨材开槽孔布置建议。主要研究内容和结论如下:（1）归纳整理了无限大板开圆孔和椭圆孔在单向拉伸、剪切以及弯曲载荷下孔边应力分布的理论计算方法,给出了无限大板非圆孔的求解过程,利用Maple软件建立了该问题的求解程序,并通过与文献计算结果比较验证本程序的可靠性。（2）以175,000DWT散货船为研究对象,利用ABAQUS有限元软件,根据《CCS钢制海船入级规范》以及CCS《散货船结构直接计算分析指南》确定舱段模型、载荷边界及典型工况,分析了散货船舱段结构在典型工况下横剖面不同位置的骨材开槽孔周围的应力集中情况及分布规律,以此为基础,通过改变开孔形式,比较了孔型及加强方式对孔边应力集中的影响情况。（3）开展了针对船体双层底结构的力学性能模型试验,设计了有无补板、有无扶强材以及不同孔型的模型结构,分别在压载荷以及弯曲载荷形式下的孔边应力分布进行了测量,研究了不同加强方式以及孔型结构对孔边应力分布的影响;同时验证、完善了有限元数值仿真分析技术。（4）以文献中骨材开槽孔区域实尺度局部模型试验为基础,基于数值仿真软件ABAQUS开展了相关仿真分析,重点针对不同扶强材设置方案以及新式开孔设计进行了探究,对比了各形式的安全性以及工艺性,并针对横剖面不同区域的受力特点,给出了不同骨材开槽孔设置建议。
杨棣[10]（2015）在《水下爆炸下舰艇典型结构塑性损伤研究》文中认为在现代化海战中,由于武器制导技术和毁伤威力的飞速发展,潜艇和水面舰船在执行任务过程中,生命力遭受各种水下武器攻击的威胁日益严峻。然而,由于载荷和结构形式的复杂性,国内外研究者对典型舰艇结构在冲击载荷作用下的损伤机理的认识仍不清晰,严重制约了现代舰艇抗冲击能力的提升。本文基于对大量国内外相关文献资料的调研,概括总结了舰艇毁伤问题的研究现状的同时,发掘了目前主要研究方法的不足,然后据此分别针对潜艇和水面舰船的典型结构形式在水下爆炸载荷下的塑性损伤计算方法和相应力学特性开展了研究工作,并分别设计了模型试验对其进行验证。针对潜艇结构抗冲击问题,传统方法计算加筋圆柱壳塑性大变形通常仅考虑了冲击波载荷,而忽略了潜艇实际工作水深的影响。本文首先对潜艇总体冲击损伤问题,利用刚塑性长壳理论,建立了舱段整体凹陷的力学模型。应用动量守恒原理计及静水压力的影响,得到计及冲击波初始损伤,在气泡脉动载荷二次加载下的圆柱壳塑性大变形理论计算方法,获得塑性铰移动规律。然后,关于潜艇结构局部损伤问题,本文以两个肋位间的壳板为研究对象,建立两端刚固的刚塑性板条梁模型,考虑载荷的透射作用导致单、双层圆柱壳结构耐压壳上的受载不同,列出冲击波和气泡脉动载荷联合作用下的无量纲壳体运动方程而最终获得壳板塑性动力响应全过程。为客观反映实际潜艇结构毁伤特性,探讨单、双层圆柱壳结构在水下爆炸下损伤机理的区别,本文设计并实施了单、双层加筋圆柱壳缩比模型试验,不仅获得近场爆炸作用下圆柱壳结构毁伤模式,也验证了本文提出的潜艇圆柱壳结构总体及局部塑性损伤计算方法的正确性。说明该计算方法能较好地适用于真实潜艇结构,具有一定的工程应用价值。然后通过该方法分析了单、双层圆柱壳壳板结构塑性损伤随爆距、药量、水深的变化规律,单层圆柱壳总体及局部塑性损伤对工况参数的敏感度高于双层圆柱壳的规律,可作为潜艇结构设计的参考。针对水面舰船,板架是其典型结构形式,传统方法通常忽略梁系结构间的相互作用力,将其简化为梁或板等简单结构分析。或是采用能量法求解获得最终变形,而运动过程无法获悉。为此,本文选取一根交叉构件板架和多根交叉构件板架两种最为常见的板架形式作为研究对象。首先针对塑性变形损伤模式,采用刚塑性十字交叉梁力学模型,通过动量定理和动量矩定理由运动方程推导出计及其横向和纵向构件在关联处耦合变形的板架挠度计算方法,并利用塑性铰的移动规律获得塑性损伤区域的计算方法。然后,在此基础上本文结合断裂衡准获得撕裂型破口直径的计算方法,同时利用能量守恒原理获得冲塞型破口直径计算方法。两种算法均计及了爆距的影响,弥补了近场接触爆炸破口估算公式在此处的空白。鉴于大型水面舰船底部结构具有高腹板这种特殊结构形式,本文设计开展了双层底缩比模型及实船舱段模型试验,总结了双层底结构在近场及接触爆炸载荷作用下的损伤模式,确定了 Q235钢及945钢在双层底模型拉伸破坏模式中的断裂应变,为舰船抗爆抗冲击的理论及数值研究提供参考数据的同时,验证了板架变形及破口大小计算方法的正确性,说明该计算方法能较准确地预估舰船局部结构塑性损伤程度,具有工程适用性。然后,由上述算法计算发现,板架塑性损伤程度随剖面模数及屈服极限的增加大约呈线性减小;其随肋距和纵桁间距的增长率随舰船排水量增加而减小;当排水量超过4000t时,在高强度钢的范围内提高材料屈服极限对于其毁伤程度的影响不大。这些规律可用于指导舰船结构设计。
二、切断一根肋骨的圆柱壳开孔应力分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、切断一根肋骨的圆柱壳开孔应力分析（论文提纲范文）
（2）大直径应急逃生舱强度与冲击环境研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 目的和意义 |
| 1.2 相关领域简介及国内外研究概况 |
| 1.2.1 逃生舱研究现状 |
| 1.2.2 耐压壳强度和稳定性研究现状 |
| 1.2.3 冲击环境研究现状 |
| 1.3 论文主要工作简介 |
| 第2章 逃生舱耐压壳结构设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 已有逃生舱基本性能研究 |
| 2.3 逃生舱耐压壳体材料选择 |
| 2.4 逃生舱耐压壳外形选择 |
| 2.5 逃生舱耐压结构方案 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 逃生舱耐压壳静强度与稳定性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 耐压壳强度理论分析 |
| 3.3 耐压壳稳定性理论分析 |
| 3.3.1 环肋圆柱壳总体失稳 |
| 3.3.2 环肋圆柱壳局部板壳失稳 |
| 3.3.3 环肋圆柱壳理论临界压力值修正 |
| 3.4 基于理论规范的强度校核 |
| 3.4.1 规范计算方法 |
| 3.4.2 计算结果分析 |
| 3.5 耐压壳强度有限元方法分析 |
| 3.5.1 有限元模型建立 |
| 3.5.2 计算结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 逃生舱结构优化方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 结构优化理论 |
| 4.3 优化设计数学模型 |
| 4.4 基于遗传算法优化设计 |
| 4.4.1 遗传算法原理 |
| 4.4.2 优化结果 |
| 4.5 有限元复核计算 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 逃生舱弹射释放冲击环境研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 冲击环境概念分析 |
| 5.2.1 冲击信号的时域和频域表示 |
| 5.2.2 冲击谱概念 |
| 5.2.3 冲击谱计算方法 |
| 5.3 逃生舱释放机理研究 |
| 5.4 冲击载荷特性研究 |
| 5.5 仿真模型的建立 |
| 5.6 工况及考核点选取 |
| 5.7 计算结果分析 |
| 5.7.1 应力响应分析 |
| 5.7.2 冲击环境预报 |
| 5.7.3 艇员安全性考核 |
| 5.8 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（3）深海耐压圆柱壳开孔加强设计及试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 耐压壳结构形式 |
| 1.3 耐压壳开孔研究现状 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第2章 圆柱壳开孔加强设计 |
| 2.1 各类开孔加强设计方法介绍 |
| 2.1.1 等面积法 |
| 2.1.2 压力面积法 |
| 2.1.3 极限载荷分析法 |
| 2.2 圆柱壳开孔加强设计 |
| 2.3 围壁加强参数校核 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 完整圆柱壳与开孔圆柱壳力学特性对比分析 |
| 3.1 完整圆柱壳力学特性研究 |
| 3.1.1 环肋圆柱壳关键部位的强度 |
| 3.1.2 环肋圆柱壳的稳定性 |
| 3.2 完整圆柱壳与开孔圆柱壳力学特性研究 |
| 3.2.1 数值模型前处理 |
| 3.2.2 强度分析 |
| 3.2.3 线性屈曲分析 |
| 3.2.4 非线性屈曲分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 圆柱壳开孔加强结构参数影响分析及试验研究 |
| 4.1 围壁加强参数影响规律研究 |
| 4.1.1 围壁加强参数单因素分析 |
| 4.1.2 围壁加强参数正交实验 |
| 4.2 比例模型试验研究 |
| 4.2.1 材料与方法 |
| 4.2.2 真实缺陷壳体稳定性分析 |
| 4.2.3 试验结果分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 开孔圆柱壳不同加强方式对比分析 |
| 5.1 围壁和嵌入厚板组合加强设计 |
| 5.2 两种加强方式数值模型力学特性对比分析 |
| 5.2.1 强度分析与讨论 |
| 5.2.2 线性屈曲分析与讨论 |
| 5.2.3 非线性屈曲分析与讨论 |
| 5.3 比例模型试验对比分析 |
| 5.3.1 真实缺陷壳体稳定性对比分析 |
| 5.3.2 试验结果对比分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间学术成果及科研项目 |
| 致谢 |
（4）外置式耐压液舱结构尺寸和拓扑优化设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 外置式耐压液舱研究现状 |
| 1.3 船舶结构尺寸优化设计研究现状 |
| 1.4 船舶结构拓扑优化设计研究现状 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 2 外置式耐压液舱结构尺寸优化设计研究 |
| 2.1 外置式耐压液舱结构参数化表征与有限元模型 |
| 2.2 外置式耐压液舱结构强度和稳定性分析 |
| 2.3 外置式耐压液舱结构尺寸优化设计方法 |
| 2.4 尺寸优化结果及分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 外置式耐压液舱实肋板拓扑和开孔尺寸优化设计研究 |
| 3.1 外置式耐压液舱实肋板开孔拓扑优化设计 |
| 3.2 外置式耐压液舱实肋板开孔拓扑优化工程化处理与方案对比 |
| 3.3 外置式耐压液舱实肋板开孔尺寸优化 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 外置式耐压液舱加筋布局拓扑优化设计研究 |
| 4.1 基于OptiStruct的平板加筋布局拓扑优化方法 |
| 4.2 外置式耐压液舱端部封板加筋布局拓扑优化 |
| 4.3 外置式耐压液舱壳板加筋布局拓扑优化 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 本文创新点 |
| 5.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读学位期间发表论文 |
| 附录2 攻读学位期间参与科研项目 |
（5）水下多体结构柔性连接通道结构强度及设计参数研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 多体耐压结构的由来 |
| 1.1.2 多体耐压结构形式 |
| 1.1.3 柔性连接通道的由来 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 波纹管的研究与应用 |
| 1.2.2 柔性连接的研究与应用 |
| 1.2.3 柔性连接通道的强度研究 |
| 1.2.4 柔性连接通道的稳定性研究 |
| 1.3 本文主要研究内容和创新点 |
| 1.3.1 本文主要研究内容 |
| 1.3.2 本文主要创新点 |
| 第2章 多体耐压结构的设计因素与失效模式分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 多体耐压结构设计中应考虑的主要因素 |
| 2.3 多体耐压结构形状设计 |
| 2.4 多体耐压结构材料的选择 |
| 2.5 多体耐压结构的容重比分析 |
| 2.5.1 多体耐压结构的容重比 |
| 2.5.2 多体耐压结构容重比的特征分析 |
| 2.6 多体耐压结构的应力分析 |
| 2.6.1 螺旋肋骨圆柱壳应力分析 |
| 2.6.2 无加筋球壳应力分析 |
| 2.7 多体耐压结构的稳定性及其失效模式 |
| 2.7.1 螺旋肋骨圆柱壳稳定性及其失效模式 |
| 2.7.2 无加筋球壳稳定性及其失效模式 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 螺旋肋骨圆柱壳刚度与强度特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 螺旋肋骨圆柱壳结构描述 |
| 3.2.1 螺旋肋骨圆柱壳结构参数 |
| 3.2.2 坐标系的定义 |
| 3.2.3 有限元计算模型描述 |
| 3.3 螺旋肋骨圆柱壳刚度特性分析 |
| 3.3.1 任意位置刚度特性 |
| 3.3.2 结构参数对刚度特性的影响 |
| 3.4 螺旋肋骨圆柱壳强度特性分析 |
| 3.4.1 任意位置强度特性 |
| 3.4.2 结构参数对强度特性的影响 |
| 3.5 不同肋骨数量与环肋圆柱壳结构特性对比分析 |
| 3.5.1 刚度特性对比分析 |
| 3.5.2 强度特性对比分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 螺旋肋骨圆柱壳稳定性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 数值仿真计算方法 |
| 4.2.1 屈曲分析有限元理论 |
| 4.2.2 屈曲分析有限元步骤 |
| 4.3 螺旋肋骨圆柱壳屈曲特征规律分析 |
| 4.3.1 螺旋肋骨圆柱壳总体失稳 |
| 4.3.2 螺旋肋骨圆柱壳壳板失稳 |
| 4.4 螺旋肋骨圆柱壳稳定性计算公式预报 |
| 4.4.1 线弹性失稳压力计算式的建立 |
| 4.4.2 非线性失稳压力计算式的建立 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 螺旋肋骨圆柱壳不同肋骨加强方式的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 耐压结构优化方法简介 |
| 5.2.1 遗传算法 |
| 5.2.2 可变多面体算法 |
| 5.2.3 混合优化算法 |
| 5.3 螺旋肋骨圆柱壳不同加强方式对比研究 |
| 5.3.1 T型螺旋肋骨圆柱壳 |
| 5.3.2 半圆环螺旋肋骨圆柱壳 |
| 5.3.3 锥形螺旋肋骨圆柱壳 |
| 5.3.4 T型肋骨加半圆环螺旋肋骨圆柱壳 |
| 5.3.5 变截面螺旋肋骨圆柱壳 |
| 5.4 耐压圆柱壳不同加强方式对比分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 柔性连接多体耐压结构的方案设计 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 不同柔性连接方案设计 |
| 6.2.1 三角形连接形式 |
| 6.2.2 正方形连接形式 |
| 6.2.3 四面体连接形式 |
| 6.2.4 正方体连接形式 |
| 6.3 不同柔性连接方案设计对比研究 |
| 6.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文与专利 |
| 致谢 |
（6）深海耐压结构健康监测与在线评估技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状综述 |
| 1.2.1 结构健康监测技术 |
| 1.2.2 结构健康监测系统 |
| 1.2.3 结构安全状态在线评估方法 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 深海耐压结构安全状态在线评估与预警技术研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 典型深海耐压结构强度分析 |
| 2.3 典型耐压结构稳定性分析 |
| 2.4 典型耐压结构安全状态在线评估方法与标准 |
| 2.4.1 系统测量不确定度 |
| 2.4.2 深海耐压结构强度在线评估方法 |
| 2.4.3 深海耐压结构稳定性在线评估方法 |
| 2.5 深海耐压结构极限承载预测算法 |
| 2.6 深海耐压结构安全状态在线评估与预警方法算例验证 |
| 2.6.1 高强钢耐压结构安全状态在线评估与预警方法验证 |
| 2.6.2 钛合金耐压结构安全状态在线评估方法验证 |
| 2.7 小结 |
| 第三章 深海耐压结构健康监测与在线评估系统设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 深海耐压结构健康监测与在线评估系统总体设计 |
| 3.3 传感子系统 |
| 3.4 数据传输子系统 |
| 3.5 数据采集子系统 |
| 3.5.1 数据采集器 |
| 3.5.2 监测主机 |
| 3.6 深海耐压结构健康监测同步采集技术 |
| 3.7 传感器信号处理和故障诊断技术 |
| 3.7.1 传感器信号处理技术 |
| 3.7.2 传感器故障诊断 |
| 3.8 深海耐压结构健康监测与评估软件 |
| 3.8.1 软件体系结构 |
| 3.8.2 软件运行流程 |
| 3.8.3 结构状态评估实时性分析 |
| 3.9 监测系统在线校准方法 |
| 3.10 小结 |
| 第四章 深海耐压结构健康监测与在线评估系统试验验证 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 监测评估系统在正常耐压结构模型上的长期监测试验验证 |
| 4.2.1 试验方案 |
| 4.2.2 试验实施 |
| 4.2.3 试验结果 |
| 4.3 监测评估系统在存在破坏风险耐压球壳结构模型上的试验验证.. |
| 4.3.1 试验对象 |
| 4.3.2 试验设备 |
| 4.3.3 传感器布置和试验准备 |
| 4.3.4 球壳结构模型基础数据采集和结构安全性评估参数确定 |
| 4.3.5 试验结果与分析 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 4500米潜水器健康监测与在线评估应用研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 载人舱耐压球壳 |
| 5.2.1 结构参数 |
| 5.2.2 结构分析 |
| 5.3 监测传感器布置方案 |
| 5.4 4500米潜水器载人舱球壳健康监测与在线评估系统组成 |
| 5.5 监测系统与潜水器显控平台之间的信息融合 |
| 5.6 系统陆上联调和系统安装 |
| 5.7 系统水池联调和海试 |
| 5.8 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文、专利和软件着作权 |
（9）船舶骨材开槽孔孔边应力集中机理及工艺力学特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 孔边应力理论计算 |
| 1.2.2 试验方法 |
| 1.2.3 有限元方法 |
| 1.3 研究内容、方法和创新点 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 论文主要创新点 |
| 第二章 开孔板应力集中问题理论分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 无限大开孔板孔边应力集中问题解析方法 |
| 2.2.1 单向拉伸载荷下无限大板孔边应力计算 |
| 2.2.2 剪切载荷下无限大板孔边应力计算 |
| 2.2.3 纯弯曲载荷下无限大板孔边应力计算 |
| 2.3 无限大板开非圆孔边应力计算方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于直接计算方法的船体结构骨材开槽孔孔边应力分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 散货船三舱段结构有限元模型 |
| 3.2.1 计算模型 |
| 3.2.2 开孔命名编码 |
| 3.2.3 工况、载荷及边界条件 |
| 3.3 计算结果及分析 |
| 3.4 改变孔型对应力分布的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 典型骨材开槽孔孔边应力分布试验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验大纲 |
| 4.2.1 试验目的 |
| 4.2.2 试验场地 |
| 4.2.3 试件尺寸 |
| 4.2.4 加载方案 |
| 4.2.5 测点布置 |
| 4.3 模型试验结果及分析 |
| 4.3.1 压缩载荷 |
| 4.3.2 弯曲载荷 |
| 4.4 数值仿真计算 |
| 4.4.1 有限元模型 |
| 4.4.2 有限元计算结果及分析 |
| 4.4.3 试验结果与有限元结果对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 船体结构新式骨材开槽孔设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 船舶骨材开槽孔设计方法研究 |
| 5.2.1 试验模型及加载方案 |
| 5.2.2 有限元模型 |
| 5.2.3 扶强材设置方案对比 |
| 5.2.4 新式开孔形式设计 |
| 5.3 横剖面典型区域骨材开槽孔形式设计选型探究 |
| 5.3.1 甲板处骨材开槽孔选型 |
| 5.3.2 舷侧处骨材开槽孔选型 |
| 5.3.3 双层底以及低边舱骨材开槽孔选型 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 1 本文主要研究工作及结论 |
| 2 进一步的研究工作及展望 |
| 参考文献 |
| 附录 针对无限大板开非圆孔口应力分布问题的部分MAPLE程序 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及专利 |
| 致谢 |
（10）水下爆炸下舰艇典型结构塑性损伤研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 研究背景 |
| 1.2.1 水下爆炸基本现象 |
| 1.2.2 潜艇结构毁伤 |
| 1.2.3 舰船结构毁伤 |
| 1.3 潜艇圆柱壳结构塑性损伤研究方法及进展 |
| 1.3.1 理论研究 |
| 1.3.2 数值研究 |
| 1.3.3 试验研究 |
| 1.4 舰船板架结构塑性损伤研究方法及进展 |
| 1.4.1 理论研究 |
| 1.4.2 数值研究 |
| 1.4.3 试验研究 |
| 1.5 结构防护研究方法及进展 |
| 1.6 国内外研究工作总结 |
| 1.7 本文主要研究工作 |
| 1.8 本文主要创新点 |
| 1.9 本论文主要框架 |
| 第2章 水下爆炸作用下加筋圆柱壳壳体结构总体塑性损伤研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 载荷计算方法 |
| 2.2.1 冲击波及气泡脉动载荷 |
| 2.2.2 载荷转化 |
| 2.3 圆柱壳舱段力学模型 |
| 2.4 总体损伤计算方法 |
| 2.4.1 屈服条件 |
| 2.4.2 冲击波作用下圆柱壳壳体结构总体塑性损伤计算方法 |
| 2.4.3 气泡脉动载荷作用下圆柱壳壳体结构总体塑性损伤计算方法 |
| 2.4.4 单、双层圆柱壳的区别 |
| 2.4.5 有效性验证 |
| 2.5 工况参数的影响 |
| 2.5.1 药量的影响 |
| 2.5.2 爆距的影响 |
| 2.5.3 水深的影响 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 水下爆炸作用下加筋圆柱壳局部壳板结构塑性损伤研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 板条梁力学模型 |
| 3.3 局部损伤计算方法 |
| 3.3.1 单层圆柱壳 |
| 3.3.2 双层圆柱壳 |
| 3.3.3 有效性验证 |
| 3.4 工况参数的影响 |
| 3.4.1 药量的影响 |
| 3.4.2 爆距的影响 |
| 3.4.3 水深的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 加筋圆柱壳水下爆炸冲击损伤试验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验方案 |
| 4.2.1 试验模型 |
| 4.2.2 试验工况 |
| 4.2.3 试验实施 |
| 4.3 试验结果分析 |
| 4.3.1 工况1结果分析 |
| 4.3.2 工况2结果分析 |
| 4.3.3 单、双层圆柱壳塑性变形对比 |
| 4.3.4 损伤模式总结 |
| 4.4 加筋圆柱壳塑性损伤计算方法的有效性验证 |
| 4.4.1 总体塑性损伤计算方法 |
| 4.4.2 局部壳板结构塑性损伤计算方法 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 水下爆炸作用下板架结构塑性损伤研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 板架塑性变形的计算方法 |
| 5.2.1 计算方法 |
| 5.2.2 有效性验证 |
| 5.3 板架塑性损伤区域范围的计算方法 |
| 5.3.1 计算方法 |
| 5.3.2 有效性的验证 |
| 5.4 结构及材料参数对板架塑性损伤的影响 |
| 5.4.1 板架塑性变形 |
| 5.4.2 板架塑性损伤区域范围 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 水下爆炸作用下板架结构破口研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.1.1 破口类型 |
| 6.1.2 判别衡准 |
| 6.2 破口大小的计算方法 |
| 6.2.1 经典办法 |
| 6.2.2 冲塞型破口 |
| 6.2.3 撕裂型破口 |
| 6.3 有效性验证 |
| 6.3.1 冲塞型破口 |
| 6.3.2 撕裂型破口 |
| 6.4 结构及材料参数对板架结构破口大小的影响 |
| 6.4.1 冲塞型破口 |
| 6.4.2 撕裂型破口 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 舰船局部结构水下爆炸冲击损伤试验研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 双层底缩比模型试验方案 |
| 7.2.1 试验模型 |
| 7.2.2 试验工况 |
| 7.2.3 试验实施 |
| 7.3 舱段模型试验方案 |
| 7.3.1 试验模型 |
| 7.3.2 试验工况 |
| 7.3.3 试验实施 |
| 7.4 试验结果分析 |
| 7.4.1 双层底缩比模型试验 |
| 7.4.2 舱段模型试验结果分析 |
| 7.4.3 舰船局部结构的毁伤模式 |
| 7.4.4 板架结构塑性损伤计算方法的有效性验证 |
| 7.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
四、切断一根肋骨的圆柱壳开孔应力分析（论文参考文献）
- [1]非对称围壁加强对耐压圆柱壳孔口应力影响分析[J]. 张帆晨,和卫平,马建军. 舰船科学技术, 2020(03)
- [2]大直径应急逃生舱强度与冲击环境研究[D]. 朱绍文. 哈尔滨工程大学, 2020(04)
- [3]深海耐压圆柱壳开孔加强设计及试验研究[D]. 郭家欣. 江苏科技大学, 2019(03)
- [4]外置式耐压液舱结构尺寸和拓扑优化设计[D]. 戴睿婕. 华中科技大学, 2019(03)
- [5]水下多体结构柔性连接通道结构强度及设计参数研究[D]. 刘红旭. 江苏科技大学, 2019(03)
- [6]深海耐压结构健康监测与在线评估技术研究[D]. 杨华伟. 中国舰船研究院, 2018(05)
- [7]加筋圆柱壳开孔围栏肘板拓扑优化设计[J]. 宋晓飞,肖伟,何其健,刘均,程远胜. 中国舰船研究, 2018(01)
- [8]加筋圆柱壳开孔结构强度分析[J]. 张锦岚,刘勇,李铭. 舰船科学技术, 2017(01)
- [9]船舶骨材开槽孔孔边应力集中机理及工艺力学特性研究[D]. 程遥. 江苏科技大学, 2017(02)
- [10]水下爆炸下舰艇典型结构塑性损伤研究[D]. 杨棣. 哈尔滨工程大学, 2015(11)