本文選題：楔形環(huán)連接結(jié)構(gòu)　切入點(diǎn)：彈塑性分析　出處：《西南交通大學(xué)》2011年碩士論文

【摘要】：楔形環(huán)連接結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于魚(yú)雷、導(dǎo)彈、航天飛行器以及水下航行器的殼體連接,其光順的殼體表面可以提高此類(lèi)產(chǎn)品在高速下的氣動(dòng)性能或液動(dòng)性能,同時(shí)其在外載下的可靠性也與系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)直接相關(guān)。 本文根據(jù)工程應(yīng)用需求背景開(kāi)展了楔形環(huán)連接結(jié)構(gòu)的彈塑性有限元應(yīng)力分析,確定了結(jié)構(gòu)的失效模式,引入了分析設(shè)計(jì)的思想并采用應(yīng)力分類(lèi)法提出了結(jié)構(gòu)的失效條件,在此基礎(chǔ)上通過(guò)有限元正交試驗(yàn)構(gòu)造了結(jié)構(gòu)的二次響應(yīng)面函數(shù),繼而建立并求解可靠度為約束的可靠性?xún)?yōu)化模型,得到了滿足不同可靠性要求的更小型結(jié)構(gòu),為類(lèi)似結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)研究提供了一條新思路。 本文所取得的主要研究結(jié)果有以下幾點(diǎn)： 1)殼體楔形環(huán)槽根部所在的截面是楔形環(huán)連接結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié),該處有較強(qiáng)應(yīng)力集中和較大的由變形引起的彎曲應(yīng)力。 2)楔形環(huán)腔根部是首先進(jìn)入屈服的部位,該處的小范圍塑性屈服不會(huì)引起整體結(jié)構(gòu)的失效,只有當(dāng)屈服區(qū)域擴(kuò)展到整個(gè)截面時(shí)結(jié)構(gòu)才會(huì)發(fā)生塑性垮塌失效。 3)引起楔形環(huán)連接結(jié)構(gòu)失效的主要原因?yàn)槲ｋU(xiǎn)截面處一次總體薄膜應(yīng)力與一次彎曲應(yīng)力,提出了由塑性材料所組成的楔形環(huán)連接結(jié)構(gòu)的失效準(zhǔn)則。 4)構(gòu)造了結(jié)構(gòu)應(yīng)力響應(yīng)與參數(shù)關(guān)系的二階響應(yīng)面函數(shù),通過(guò)分析表明殼體口部止口長(zhǎng)度是結(jié)構(gòu)應(yīng)力響應(yīng)的主導(dǎo)因素。 5)結(jié)構(gòu)的可靠性?xún)?yōu)化結(jié)果及檢驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)優(yōu)于原設(shè)計(jì)方案,滿足了可靠度要求和小型化要求。
[Abstract]:Wedge-ring connections are mainly used in shell connections for torpedoes, missiles, aerospace vehicles and underwater vehicles, whose smooth shell surfaces can improve the aerodynamic or hydraulic performance of such products at high speeds.At the same time, the reliability of the system under external load is directly related to the realization of the system function.In this paper, the elastic-plastic finite element stress analysis of wedge-ring connection structure is carried out according to the requirement of engineering application, the failure mode of the structure is determined, the idea of analysis and design is introduced, and the failure conditions of the structure are proposed by using the stress classification method.On this basis, the quadratic response surface function of the structure is constructed by means of the finite element orthogonal test, and then the reliability optimization model with the constraint of reliability is established and solved, and a smaller structure satisfying different reliability requirements is obtained.It provides a new idea for the design of similar structures.The main results obtained in this paper are as follows:1) the section at the root of the wedge ring groove of the shell is the weak link of the wedge ring connection structure, where there is a strong stress concentration and a large bending stress caused by deformation.2) the root of the wedge-shaped ring cavity is the first to enter the yield position. The failure of the whole structure will not be caused by the small area of plastic yield, and only when the yield region is extended to the whole section will the failure of plastic collapse occur.3) the failure of wedge-ring connection structure is mainly caused by one total film stress and one bending stress at the dangerous section. The failure criterion of wedge-ring connection structure composed of plastic material is proposed.4) the second-order response surface function of the relation between the stress response and the parameters of the structure is constructed. The analysis shows that the length of the shell orifice is the dominant factor in the stress response of the structure.5) the results of reliability optimization and test show that the optimized structure is superior to the original design scheme and meets the requirements of reliability and miniaturization.
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類(lèi)號(hào)】：TH131.5

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本文編號(hào)：1727767