船舶殼體由許多復(fù)雜曲面板拼接而成,實(shí)現(xiàn)船舶殼體曲面板的自動(dòng)化成型加工一直是造船行業(yè)亟待解決的問(wèn)題,而要解決這一問(wèn)題的重點(diǎn),在于船舶殼體曲面板自動(dòng)化成型裝備的研制。要研制出滿足要求的自動(dòng)化成型裝備的前提,是要弄清楚目標(biāo)成型板材與加工工藝之間的聯(lián)系,而應(yīng)變分布作為初始平板變形為目標(biāo)曲面板的介質(zhì),對(duì)于確定加工工藝至關(guān)重要,同時(shí)為了保證加工過(guò)程的連續(xù)性,應(yīng)變分布計(jì)算的效率也很重要,并且船舶殼體曲面板大多屬于板厚較厚中厚板,其面外應(yīng)變?cè)诔尚瓦^(guò)程中占據(jù)主導(dǎo)地位,故面外應(yīng)變的快速而精確的計(jì)算顯得尤為重要。本文以船舶殼體曲面板成型為背景,探究在保證計(jì)算精度的前提下有效提高計(jì)算效率的面外應(yīng)變計(jì)算方法。采用有限元仿真用大變形彈性計(jì)算方法模擬曲面板展開的過(guò)程,將三維船舶殼體曲面展開為二維平板,進(jìn)而獲得應(yīng)變分布。針對(duì)球形殼這一特殊而重要的殼體形狀,研究了其應(yīng)變分布的影響因素和應(yīng)變成分對(duì)成型的影響。采用雙三角基擬合函數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)離散曲面的擬合,在確定了離散曲面簡(jiǎn)潔有效的數(shù)學(xué)表達(dá)的基礎(chǔ)上,基于非線性運(yùn)動(dòng)學(xué)分析采用解析法快捷的求取船舶殼體曲面板成型所需要的面外應(yīng)變。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一套船舶殼體曲面板面外應(yīng)變計(jì)算程序,...

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖2-1大撓度與小撓度理論的區(qū)別

圖2-1大撓度與小撓度理論的區(qū)別薄板彎曲運(yùn)動(dòng)學(xué)理論本變量為中面內(nèi)任意點(diǎn)的位移：000u(x,y)，v(x,y)，w(x,y)板內(nèi)任意點(diǎn)的位移場(chǎng)：000()()wwuuzvvzwwxy....

圖2-2球形殼示意圖

圖2-2球形殼示意圖1有限元模型由于我們考查的對(duì)象是曲面展開時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)變，而應(yīng)變只和位移相關(guān)，計(jì)算效率的考慮，采用彈性方法計(jì)算。材料的楊氏模量取為210GPa，為0.3。由于研究的對(duì)象是薄板，有限元模型采用通用殼單元，對(duì)于薄殼和厚殼效，且考慮了有限膜應(yīng)變，通用殼單元允許....

圖2-3球形殼網(wǎng)格劃分創(chuàng)建兩塊剛性平板，將球形殼置于兩塊剛性平板之間，讓其中一塊的剛性平板逐步靠近另外一塊剛性平板，直至兩平板的間距等于板厚，即實(shí)現(xiàn)將球形殼壓

圖2-3球形殼網(wǎng)格劃分創(chuàng)建兩塊剛性平板，將球形殼置于兩塊剛性平板之間，讓其中一塊的剛步靠近另外一塊剛性平板，直至兩平板的間距等于板厚，即實(shí)現(xiàn)將球形開的過(guò)程。為了消除展開過(guò)程中球形殼不確定的剛體位移，在球形殼上線性彈簧，合理的選取彈簧的剛度系數(shù)，其選取原則為：第一，曲面展的彈力....

圖2-4有限元模型

圖2-4有限元模型2.2.2有限元計(jì)算結(jié)果提交計(jì)算得到應(yīng)力云圖如圖2-5所示，觀察應(yīng)力云圖可以發(fā)現(xiàn)，應(yīng)力沿徑向逐漸增大且周向方向應(yīng)力相等，并且在于彈簧的接觸點(diǎn)處沒有發(fā)生突變。

本文編號(hào)：3917558