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双蛋型交接耐压壳设计及屈曲研究 被引量：4
1
作者 张建 左新龙 +2 位作者 王纬波 唐文献 李泓运 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2018年第11期1396-1406,共11页
文章研究了双蛋型交接耐压壳设计及屈曲行为。首先,优选蛋形函数,设计了双蛋型交接耐压壳结构,并建立了钝端/尖端两种相交形式的258个数值模型,分析了环形加强肋对其屈曲行为的影响规律。最后,提出了变形协调设计理念,研究双蛋壳的非线... 文章研究了双蛋型交接耐压壳设计及屈曲行为。首先,优选蛋形函数,设计了双蛋型交接耐压壳结构,并建立了钝端/尖端两种相交形式的258个数值模型,分析了环形加强肋对其屈曲行为的影响规律。最后,提出了变形协调设计理念,研究双蛋壳的非线性屈曲最终破坏形式,并与单个完整蛋形壳体的静水压力试验和数值结果对比分析。结果表明:变形协调理念设计的环肋厚度略大于满足临界屈曲载荷的环肋厚度的临界值,该设计方法较为保守稳妥,且加强后的双蛋壳不会改变完整蛋形壳原有的耐压机制。 展开更多
关键词 耐压壳设计 蛋形壳 变形协调 非线性屈曲
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多蛋形交接耐压壳屈曲特性试验与数值研究 被引量：4
2
作者 左新龙 唐文献 +3 位作者 张建 王纬波 王月阳 吴文伟 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期430-438,共9页
文章研究了多蛋形交接耐压壳屈曲行为。基于壳体开孔处的变形量与完整壳体一致的设计理念,优选多蛋壳结构参数,制作多蛋壳比例模型,并对其制作误差进行了检测。此外,还进行了静水压力试验,验证真实多蛋壳破坏形式,检验环肋参数的合理性... 文章研究了多蛋形交接耐压壳屈曲行为。基于壳体开孔处的变形量与完整壳体一致的设计理念,优选多蛋壳结构参数,制作多蛋壳比例模型,并对其制作误差进行了检测。此外,还进行了静水压力试验,验证真实多蛋壳破坏形式,检验环肋参数的合理性,比较了考虑真实形状和厚度的非线性有限元分析结果。结果表明:基于变形协调理念设计的多蛋壳,最终破坏远离环肋交接处,蛋形壳单元破坏形式及载荷与完整单蛋壳基本相同,试验验证了多蛋壳继承了完整蛋形壳较好的耐压特性;基于弧长法的数值计算与试验结果具有良好一致性,考虑真实形状和厚度的非线性有限元分析可用于分析预测真实壳体的屈曲特性。 展开更多
关键词 耐压壳 蛋形壳 屈曲 静水压力试验 有限元分析
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蛋形水下耐压壳的屈曲行为研究 被引量：2
3
作者 唐飞 高涵宇 +3 位作者 李林燎 孙家斌 岳前进 杜彬 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2019年第2期90-94,共5页
针对蛋形水下耐压壳结构的稳定性开展数值模拟研究,给出蛋形壳体的几何建模方法,基于Abaqus有限元仿真软件获得蛋形壳体的屈曲临界载荷和屈曲模态,并与Mushtri方程的理论结果进行对比研究,验证仿真模型的精确性。同时,为提高蛋形壳体的... 针对蛋形水下耐压壳结构的稳定性开展数值模拟研究,给出蛋形壳体的几何建模方法,基于Abaqus有限元仿真软件获得蛋形壳体的屈曲临界载荷和屈曲模态,并与Mushtri方程的理论结果进行对比研究,验证仿真模型的精确性。同时,为提高蛋形壳体的稳定性,提出一种加筋结构,研究加筋方式和加筋厚度等因素对壳体稳定性的影响规律,结果显示加筋结构对壳体的稳定性有显著增强效果,其中,环向加筋比纵向加筋效果更为明显,但加筋体厚度影响较小。分析还发现,壳体自身厚度对屈曲特征量的影响最大。 展开更多
关键词 水下耐压壳 蛋形壳 屈曲 加筋结构
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轴压复合材料蛋形壳屈曲特性 被引量：7
4
作者 周通 唐文献 +1 位作者 王纬波 张建 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期174-188,共15页
在对模态缺陷条件下轴压复合材料柱形壳进行屈曲分析的基础上,结合仿生学原理对柱形壳进行形状优化,运用等质量、等容积两种方法,设计与柱形壳开口直径相同的蛋形壳,研究其多模态屈曲特性。结果表明:相对复合材料柱形壳,蛋形壳具有更好... 在对模态缺陷条件下轴压复合材料柱形壳进行屈曲分析的基础上,结合仿生学原理对柱形壳进行形状优化,运用等质量、等容积两种方法,设计与柱形壳开口直径相同的蛋形壳,研究其多模态屈曲特性。结果表明:相对复合材料柱形壳,蛋形壳具有更好的轴向承载能力与更低的缺陷敏感度。从工程实例出发,以单立柱固定式海洋平台的柱形壳桩腿为背景,采用分段式模块化设计的方法,在5%多模态缺陷条件下,研究一般钢结构柱形壳桩腿、碳纤维复合材料柱形壳桩腿、碳纤维复合材料多蛋交接形桩腿的轴压屈曲特性。结果表明:在相同的承载能力下,复合材料多蛋交接形桩腿具有更小的质量、更低的缺陷敏感度与更好的稳定性。 展开更多
关键词 复合材料蛋形壳 轴向压缩 屈曲 模态缺陷 桩腿
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蛋形耐压壳力学特性研究 被引量：14
5
作者 张建 王明禄 +2 位作者 王纬波 潘宝俊 吴文伟 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期99-109,共11页
深入研究了复合材料蛋形耐压壳的力学特性。首先建立蛋形耐压壳母线方程及解析法力学模型;在此基础上,推出极限强度载荷、屈曲临界载荷与厚度的定量关系式,以及厚度和浮力系数的求解方程,并研究了同比条件下球形耐压壳的力学特性。结果... 深入研究了复合材料蛋形耐压壳的力学特性。首先建立蛋形耐压壳母线方程及解析法力学模型;在此基础上,推出极限强度载荷、屈曲临界载荷与厚度的定量关系式,以及厚度和浮力系数的求解方程,并研究了同比条件下球形耐压壳的力学特性。结果表明,蛋形耐压壳综合性能优于球形耐压壳,可最优协调强度稳定性、浮力系数、空间利用率、人机环特性以及水动力学特性,且对缺陷敏感性低,便于开孔、开窗,在深海潜水器上具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 蛋形耐压壳 设计理论 复合材料 力学特性
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中等厚度蛋形复合材料耐压壳的结构失效研究
6
作者 李永胜 王纬波 +3 位作者 于昌利 姜旭 李泓运 吴健 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期1-14,共14页
针对中等厚度蛋形复合材料耐压壳的结构失效进行了理论与试验研究。分别采用解析法和有限元法计算中等厚度蛋形复合材料耐压壳在2 000 m设计工作水深下的应力分布,并对比研究了壳体的临界屈曲载荷和强度失效载荷。结合现有制备工艺和耐... 针对中等厚度蛋形复合材料耐压壳的结构失效进行了理论与试验研究。分别采用解析法和有限元法计算中等厚度蛋形复合材料耐压壳在2 000 m设计工作水深下的应力分布,并对比研究了壳体的临界屈曲载荷和强度失效载荷。结合现有制备工艺和耐压壳端部的密封要求,设计并制备含金属连接结构的耐压壳试验模型,开展静水外压下的破坏试验,获得模型的极限载荷、破坏形态以及加载过程中的壳体应变。研究结果表明,耐压壳结构在静水压下主要产生强度破坏,而屈曲破坏不明显。数值模拟得到的耐压壳破坏载荷与模型试验结果吻合良好。研究结果可为深潜器蛋形复合材料耐压壳的结构设计优化提供参考。 展开更多
关键词 蛋形复合材料壳 静水外压 破坏试验 结构失效 数值模拟
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一阶模态缺陷条件下蛋形耐压壳屈曲特性研究 被引量：3
7
作者 王明禄 张建 +2 位作者 唐文献 王纬波 潘宝俊 《江苏科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2017年第4期413-417,426,共6页
为研究蛋形耐压壳在不同数值模型下的屈曲特性,首先,建立理想蛋形耐压壳数值模型,研究单元尺寸对其强度与屈曲的影响;在此基础上,引入非线性与一阶模态缺陷,分别研究蛋形耐压壳在这两种情况下的屈曲特性影响规律.结果表明:单元尺寸对蛋... 为研究蛋形耐压壳在不同数值模型下的屈曲特性,首先,建立理想蛋形耐压壳数值模型,研究单元尺寸对其强度与屈曲的影响;在此基础上,引入非线性与一阶模态缺陷,分别研究蛋形耐压壳在这两种情况下的屈曲特性影响规律.结果表明:单元尺寸对蛋形耐压壳的强度影响小,屈曲影响大;非线性与模态缺陷对耐压壳的稳定性影响大,二者对临界屈曲载荷下降的贡献度分别达到56.27%、13.47%,故进行蛋形耐压壳数值分析时应将其列入考虑范围,保证耐压壳安全稳定性. 展开更多
关键词 蛋形耐压壳 屈曲特性 模态缺陷 非线性
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蛋形深潜器耐压壳变厚度优化设计 被引量：1
8
作者 刘刚 王祖华 +2 位作者 黄秉钧 刘少杰 黄一 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期32-42,共11页
为了提高蛋形深潜器耐压壳的材料利用率及安全性,对蛋形耐压壳的厚度进行了优化设计。首先,建立了等厚度蛋形耐压壳有限元计算模型,分析了耐压壳的应力分布特征;然后,采用零阶优化方法在保持结构重量及容积不变的条件下改变耐压壳的厚度... 为了提高蛋形深潜器耐压壳的材料利用率及安全性,对蛋形耐压壳的厚度进行了优化设计。首先,建立了等厚度蛋形耐压壳有限元计算模型,分析了耐压壳的应力分布特征;然后,采用零阶优化方法在保持结构重量及容积不变的条件下改变耐压壳的厚度,并给出了优化后的耐压壳内外表面曲线拟合方程用于实际耐压壳的优化设计;最后,对比分析了蛋形耐压壳结构优化前后的最大应力值、应力分布以及屈曲强度,验证了优化后的耐压壳结构具有更好的安全性。该方法可为深潜器耐压壳结构的优化设计提供参考。 展开更多
关键词 深潜器 蛋形耐压壳 变厚度 优化设计 屈曲强度
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蛋形混凝土耐压壳的设计与力学特性研究 被引量：1
9
作者 朱永梅 戴永健 +1 位作者 朱俊臣 张建 《舰船科学技术》 北大核心 2018年第11期48-51,120,共5页
耐压壳体的设计,在深海潜水器等水下作业设备研制开发中占有重要位置。本文结合蛋形结构和混凝土的耐压特性,完成2 000 m水深耐压壳的结构设计,分析其在理想状态、考虑几何缺陷情况下的力学特性,以及混凝土材料的蠕变对其力学特性的影... 耐压壳体的设计,在深海潜水器等水下作业设备研制开发中占有重要位置。本文结合蛋形结构和混凝土的耐压特性,完成2 000 m水深耐压壳的结构设计,分析其在理想状态、考虑几何缺陷情况下的力学特性,以及混凝土材料的蠕变对其力学特性的影响。结果表明,蛋形混凝土耐压壳中间段承受的应力大于两端,失稳最先发生于耐压壳中部,发生蠕变后耐压壳屈曲极限载荷与理想状态相比下降了6.88%。 展开更多
关键词 蛋形耐压壳 混凝土 设计 力学特性
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