环肋圆柱壳

摘要： [目的]旨在研究不同肋骨的许用应力对圆柱壳结构设计的影响。[方法]采用全因子试验设计和信息熵方法,建立基于综合裕度的环肋圆柱壳多目标优化模型,并利用宽容度排序法对建立的多目标优化模型进行优化求解,以及通过改变肋骨许用应力安全系数,分析肋骨许用应力对圆柱壳各属性均匀度的影响。[结果]结果表明,圆柱壳肋骨应力为主要设计约束,当肋骨许用应力安全系数为0.675时,圆柱壳各属性裕度较均匀,约15%,此时结构重量也相对较小。[结论]因此,适当放宽肋骨许用应力可以解决肋骨应力为结构设计主要约束问题,使最优解的各属性裕度之间更加均匀。

摘要： 本文主要采用有限元软件对钛合金筒体与环形内肋骨熔焊所引入的残余变形进行了数值仿真,系统分析了肋骨装焊顺序对残余变形的影响规律。结果表明:肋骨与筒体装焊角焊缝所引入的焊接变形主要表现为径向收缩;在内肋骨的约束作用下,环肋圆柱壳焊接残余变形量较小,且主要集中在肋骨之间的跨中位置;肋骨垂直度会受到焊接变形的影响,发生一定程度的偏差,需要采用工装进行约束;采用从中间至两端的肋骨装焊顺序可得到更小的焊接变形和更高的变形均匀度。

摘要： 以环肋圆柱壳为对象,开展焊接残余应力对结构声辐射特性影响的研究.建立含预应力的圆柱壳结构声辐射理论方程,以此为基础,建立结构模型,开展数值分析.以残余应力为变量,研究了残余应力幅值和焊缝类型对结构声辐射功率和声辐射指向性的影响.结果表明,由于焊接残余应力的存在,改变了结构的刚度,继而影响了结构的声辐射特性,且其影响程度与残余应力幅值和焊缝类型有关.研究结果可为精确预报结构声辐射特性提供参考.

摘要： 敷设阻尼材料是降低潜艇振动与辐射噪声的有效手段.采用统计能量法(SEA),研究了内、外壳分别敷设阻尼材料时双层圆柱壳的振动与声辐射特性,发现在耐压壳上敷设阻尼材料可以更有效地降低圆柱壳的辐射噪声.分析了阻尼材料的杨氏模量、损耗因子和阻尼层厚度对其降噪效果的影响规律,以及阻尼材料对3种不同结构形式圆柱壳的降噪效果.对于合理使用阻尼材料降低水下结构的振动与辐射噪声有一定参考作用.

摘要： 以受点蚀损伤的环肋圆柱壳为研究对象,采用单一变量法,用ANSYS有限元软件对点蚀坑深度、直径、分布位置及密度等参数变化对极限强度的影响进行仿真计算,得到一般规律,采用弧长法对环肋圆柱壳破坏机理进行分析,为耐压环肋圆柱壳的检修提供参考.%In order to find out the effect of ultimate strength of submarine structure under pitting corrosion damage,the mod-el for the ring-stiffened cylindrical shell with the corrosion pits was proposed.By using the single variable method,the effect of ultimate strength was simulating calculated by considering pitting corrosion parameters such as radius,depth,distribution density and distribution location with ANSYS,the general rule curves were obtained.The failure mechanism of ring-stiffened cylindrical shell was being explained by the method of arc length,to provide certain reference value for submarine maintenance.

摘要： 单位容积重量是水下耐压壳体设计轻量化的一个重要指标,单位容积重量越低,结构可装载人员及重量越多,深海操纵及紧急上浮安全性越高.本文首先建立了600 MPa级高强度钢环肋圆柱壳结构无量纲的优化计算方法.以多学科优化软件Isight为平台,联合利用多岛遗传算法(MIGA)和序列二次规划法(NLPQL)对高强度钢环肋圆柱壳单位容积重量进行优化,得到了最小环肋圆柱壳单位容积重量、最优的半径厚度比与最大工作压力的关系曲线和拟合公式.该公式为深海耐压圆柱壳优化设计和评估提供参考依据.

摘要： 为研究含覆盖层环肋圆柱壳在水下爆炸冲击响应,采用RAVS方法建立理论模型及其在水下爆炸冲击的运动微分方程组,得到径向加速度的变化情况.进一步讨论分析了不同药量下覆盖层厚度、肋骨间距和爆距等因素对径向加速度峰值的影响.发现影响径向加速度峰值的因素主要是爆距和药量,而覆盖层和肋距的影响相对较小.

摘要： [目的]潜艇的主要结构形式是环肋圆柱壳,目前关于肋骨对圆柱壳声辐射特性影响的研究大多集中在中、低频,但是振动声学问题涉及到更宽的频率范围.[方法]采用统计能量法研究宽频范围内肋骨对圆柱壳声辐射特性的影响.首先,分析圆柱壳增加肋骨后统计能量参数的变化;然后,研究耐压壳、外壳分别增加肋骨、改变肋骨间距、改变肋骨形状对圆柱壳声辐射特性的影响;最后,分析激振力作用在不同位置时,环肋圆柱壳声辐射特性的差异.[结果]得到了肋骨影响下双层圆柱壳在500 Hz～100 kHz范围内的统计能量参数和辐射噪声变化规律.[结论]研究结果对合理选用肋骨降低潜艇的振动与辐射噪声有一定参考作用.

摘要： 环肋圆柱壳是水下装备的主要承压部件,通常采用高强钢进行建造,对焊接残余应力等缺陷较敏感.为了得到不同肋骨布置方式下的焊接残余应力分布情况,首先采用试验和数值模拟的方法研究了高强钢焊接试板残余应力分布情况,验证了固有应变近似公式的适用性;然后,基于固有应变法针对内置、外置T型肋骨的圆柱壳的焊接残余应力进行数值分析,结果表明:两者壳板径向变形与实测资料较为一致,内置肋骨时,跨中壳板内凹,反之外凸;残余应力主要分布于焊缝部位,跨中壳板呈现压应力,内置肋骨的压应力要略大一些.

摘要： 针对现有研究加环肋圆柱壳振动特性在边界条件方面的局限性,建立了任意边界条件下环肋圆柱壳的动力学模型.将壳体和环肋看作离散模型单独考虑,采用一种改进的傅里叶级数法研究了环肋圆柱壳的固有振动特性,通过与模态试验进行对比验证了本文方法的准确性.在此基础上分析了边界弹簧刚度对环肋圆柱壳固有频率的影响.

摘要： 随着全球性海洋资源开发的进一步加快，深海装备得到快速发展。深海装备下潜深度不断加大，对其水下安全性提出了更高的要求。本文基于塑性极限理论对含裂纹环肋圆柱壳的极限承载能力进行有限元计算,并研究了裂纹尺寸及裂纹数量对环肋圆柱壳结构极限承载能力的影响.计算结果表明,裂纹尺寸的变大和裂纹数量的增多会不同程度地降低环肋圆柱壳结构的极限承载能力,但在裂纹尺寸不大或裂纹数量一定时,其对环肋圆柱壳的极限承载能力影响有限;相较于裂纹数量,裂纹尺寸对降低环肋圆柱壳结构极限承载能力作用更明显.

摘要： 焊接结构的承载能力受初挠度影响较大,本文介绍了适用于环肋圆柱壳模型结构径向初始挠度的基本测量方法及运用实践,利用Matlab对测量数据进行可视化后处理,编制了可调用有限元模型单元、节点的编号、坐标等信息绘制直观三维云图的通用程序.同时,研究了在有限元计算中全面引入初挠度实测数据的处理方法,所完成的APDL参数化程序可在ANSYS中模拟初挠度在结构上的真实分布,对含实测初挠度的有限元模型进行了结构强度和稳定性数值计算,分析了初挠度对环肋圆柱壳结构应力强度、弹塑性失稳临界压力及破坏形态的影响.

摘要： 基于振动的水下环肋圆柱壳临界载荷的预报具有结构无损的优势.文章以Flügge壳体理论和基于正交异性理论的环肋圆柱壳自由振动方程为基础,运用波传播法得出耦合系统的频率方程,并求出对应外压及模态下的频率,拟合获得临界载荷、外压及频率的关系表达式.结构失稳时,刚度丧失,固有频率降为零,据此求出水下环肋圆柱壳的最小弹性临界载荷.分析了不同边界条件对环肋圆柱壳临界载荷的影响.结果对比表明了文中方法的正确性.该文为水下环肋圆柱壳的固有频率及临界载荷的理论计算提供了一种新的方法,具有计算量小、易于参数优化和方便工程预报的优点.

摘要： 本文以环肋圆柱壳结构为对象、实测数据为基础,通过分布式测量与实时数据处理得到正确的数据输入,应用基于试验数据统计的层次应力控制达到对结构的基本评估,提出基于多点监测数据显著性检验的非线性评估方法,并进行了试验验证,初步构建了环肋圆柱壳结构安全评估体系,能够及时有效的反映结构的安全状态,具有良好的工程实用前景.本文以结构监测数据为基础，初步建立了环肋圆柱壳结构安全评估的安全评估体系。通过分布式测量和实时数据处理，保证前端输入数据的正确性。通过应力层次评估，可以在保证系统可靠性的前提下有效的实施对应的安全评估与操艇建议。结构应力在第一级线弹性评估阈值内可以保证潜艇结构的长期运行，是监测系统进行详细评估的门槛值。在第二级非线性评估阈值内可以保障潜艇当前一次下潜的安全性。非线性显著性分析在结构应力达到第一级评估阈值后自动进行，有助于更详细的了解结构的分布应力应变的发展情况，同时控制了评估工作量，有利于降低误报率，提高评估准确度。通过计算机编程，以上功能可以自动有序实现，具有良好的工程实用性。基于监测数据的潜艇结构长期监测安全评估技术是潜艇结构长期安全监测装置的核心与灵魂，应用了潜艇结构理论的发展成果和实践经验，构建了潜艇结构安全评估体系，通过理论分析和实验验证表明，可以有效用于我国在役潜艇结构安全状态的实时评估。此监测评估系统是一个开放性的反馈系统，能够在使用中逐渐融入数据挖掘得到的规律与来自结构领域专家的知识，形成潜艇结构安全评估专家系统，使之兼具稳定可靠地工程实用与理论建设的双重需求。随着使用中经验的积累与进一步的结构安全评估技术的研究，潜艇结构长期安全监测装置将进一步得到发展和完善。

摘要： 环肋圆柱壳已被证实是水下耐压结构中最经济、合理有效的结构型式之一.近年来,钢夹层复合结构凭借其重量轻、比刚度大、减振降噪等一系列优越性在水下工程结构中得到越来越广泛的应用.本文首先建立了钢夹层耐压环肋圆柱壳力学模型,给出了钢夹层耐压环肋圆柱壳结构分析的理论计算方法;在此基础上,采用有限元的方法对比分析了钢夹层与传统环肋圆柱壳的刚度、强度和极限承载能力;最后还将理论分析方法与有限元计算结果进行了比较,得到了一些有价值的结论,为钢夹层耐压环肋圆柱壳结构的应用奠定了基础.本文从理论分析的角度出发，建立了钢夹层耐压环肋圆柱壳的力学模型，并给出了理论计算方法，可以为后续研究提供参考和借鉴;采用有限元的分析方法，对比分析了钢夹层与传统耐压环肋圆柱壳的刚度、强度以及稳定性，结果表明:钢夹层环肋圆柱壳的刚度及极限承载能力都比传统单层环肋圆柱壳优越，尽管夹芯层不承担载荷，但对提高夹层结构的抗弯刚度是大有裨益的;利用本文的理论计算方法得出的极限承载能力与有限元计算结果十分吻合，其中，钢夹层耐压环肋圆柱壳的误差为4.2%，满足工程应用要求;虽然本文对钢夹层结构的研究取得了一定的进展，但对包括粘弹性蠕变、蠕变屈曲、压缩疲劳、冲击强度、可能的非线性本构关系、三维应力失效衡准、微观缺陷效应、材料特性的时效等等的估计和评价还缺乏深入的研究，这些将是钢夹层耐压结构应用研究的重点方向。

摘要： 本文分别采用线弹性和弹塑性有限元方法，对典型圆柱壳在完好状态、受损状态以及凹陷处采取局部加强后的状态，在静水外压下的应力及屈曲进行详细的有限元直接计算，并参照规范，对加强方案进行了分析研究。结果表明：环肋圆柱壳局部受损后其承载能力会明显降低，在受损区域局部采用扁钢局部加强可有效降低壳板表面纵向应力，但使壳板环向中面应力增大，壳体结构的强度仍然不满足规范要求；局部凹陷会改变环肋圆柱壳舱段结构的弹性屈曲模态，使舱段的稳定性略有降低，采用扁钢加强后，可有效提高舱段的稳定性；在计算壳体受损状态时，线弹性和弹塑性有限元方法的计算结果差别较大，弹塑性有限元方法的计算结果更合理。

摘要： 本文从潜艇壳体缺陷对其耐压强度的影响这一实际问题入手,将潜艇壳体简化为环肋圆柱壳简化计算,首先利用相关经验公式验证了仿真方法的合理性,然后分析了破孔和凹坑单独作用以及联合作用下对环肋圆柱壳耐压强度的影响.该研究将为水下深潜器及环肋圆柱壳在毁伤与防护领域的研究提供参考.

摘要： 本文采用结构有限元耦合流体边界元的附加质量附加阻尼算法，计算了焊接缺陷在不同的位置以及激励力方向改变时结构的水下辐射噪声，并对计算结果进行了对比分析，结果表明，焊接缺陷在不同的位置改变了水下辐射噪声频响曲线的频率特性，激振频率较高时，焊接缺陷的位置对结构水下辐射噪声的指向性有一定影响:激励力方向变化时，焊接缺陷对结构水下辐射噪声的影响有明显差别，焊接缺陷在激励力方向为Y(周向)方向时对模型的水下辐射噪声的影响更明显些，其次是X(径向)方向，Z(轴向)方向影响最小。同一激振频率下，不同激励方向对缺陷模型的辐射噪声指向性影响有较大差别。以上结论对于潜艇辐射噪声测量结果的分析有一定的参考价值。

摘要： 潜艇环肋圆柱壳的模环旋压应变诱发法的半固态制造工艺，首先在熔炼合金的基础上，采用离心铸造工艺制备潜艇环肋圆柱壳铸态壳体；其次采用模环旋压变形工艺对该铸态壳体进行大变形量的塑性变形和整形处理；接着对得到的潜艇环肋圆柱壳畸变态坯料进行二次重熔，以获得具有细小、均匀、球状微观组织的潜艇环肋圆柱壳半固态坯料；然后对该半固态坯料进行半固态整体模锻成形；最后进行锻后热处理完成潜艇环肋圆柱壳的制造，通过本发明能够制备出具有非枝晶细小均匀球状微观组织的潜艇环肋圆柱壳，具有工艺过程简单，材料利用率高以及产品力学性能好的特点。

摘要： 本发明涉及一种环肋圆柱壳耐压结构的撑圆工装及其撑圆方法，包括支撑环，支撑环上间隔均匀套装偶数组外撑组件，支撑环中部安装顶撑机构，位于同一直径方向的两组外撑组件在顶撑机构作用下同时外撑并施力于圆柱壳内壁面；还包括与顶撑机构固装的转动机构，转动机构带动顶撑机构以支撑环的圆心为中心转动；工作时，撑圆工装由外部升降平台支撑至圆柱壳内部某一高度处，顶撑机构驱动相对的两组外撑组件外撑施力于圆柱壳内壁面并锁止，顶撑机构在转动机构带动下依次转至其余外撑组件处并驱动其外撑，在圆柱壳外壁面该高度处焊装环肋；重复其余高度处的撑圆、焊装环肋。本发明大大提高了圆柱壳的撑圆效率，适用于不同尺寸的圆柱壳，并且可靠性高。

摘要： 本发明涉及深海装备技术领域，尤其是一种深海装备耐压环肋圆柱壳中的装配式内部液舱。其包括舱体，舱体包括顶盖板，所述顶盖板下端面前后端分别垂直焊接横壁板，顶盖板下端面左右端分别垂直焊接纵壁板，所述纵壁板两端分别和顶盖板左右两端的横壁板焊接，顶盖板前后端的两个横壁板和左右端的两个纵壁板下端面共同焊接底壳板，所述底壳板底部中心焊接垫板。本发明通过装配的方式连接于耐压壳，减少了焊接，安装方便，既能够保证密性储藏液体，又能够在耐压壳收缩时与其保持变形协调，降低了应力水平，极大的提高了耐压壳及深海装备的结构安全性。

摘要： 潜艇环肋圆柱壳的对轮旋压应变诱发法的半固态制造工艺，首先在熔炼合金的基础上，采用离心铸造工艺制备潜艇环肋圆柱壳铸态壳体；其次采用对轮旋压变形工艺对该铸态壳体进行大变形量的塑性变形和整形处理；接着对得到的潜艇环肋圆柱壳畸变态坯料进行二次重熔，以获得具有细小、均匀、球状微观组织的潜艇环肋圆柱壳半固态坯料；然后对该半固态坯料进行半固态整体模锻成形；最后进行锻后热处理完成潜艇环肋圆柱壳的制造，通过本发明能够制备出具有非枝晶细小均匀球状微观组织的潜艇环肋圆柱壳，具有工艺过程简单，材料利用率高以及产品力学性能好的特点。

摘要： 本发明涉及一种夹层式环肋圆柱壳结构及其工艺方法，包括一外壳，于外壳内同轴装置内壳，内壳与外壳间形成夹层，夹层的下部装置下端部封板，夹层的上部等距装置上端部封板，各上端部封板之间形成空腔，于空腔内装置隔离条，隔离条将空腔隔成两开口；在外壳的外周还等距装置肋骨腹板，肋骨腹板连接肋骨面板。本发明既可以满足其水下降噪性，又提高了水下承载能力。

摘要： 潜艇环肋圆柱壳的模环旋压应变诱发法的半固态制造工艺，首先在熔炼合金的基础上，采用离心铸造工艺制备潜艇环肋圆柱壳铸态壳体；其次采用模环旋压变形工艺对该铸态壳体进行大变形量的塑性变形和整形处理；接着对得到的潜艇环肋圆柱壳畸变态坯料进行二次重熔，以获得具有细小、均匀、球状微观组织的潜艇环肋圆柱壳半固态坯料；然后对该半固态坯料进行半固态整体模锻成形；最后进行锻后热处理完成潜艇环肋圆柱壳的制造，通过本发明能够制备出具有非枝晶细小均匀球状微观组织的潜艇环肋圆柱壳，具有工艺过程简单，材料利用率高以及产品力学性能好的特点。

摘要： 本发明涉及一种环肋圆柱壳耐压结构的撑圆工装及其撑圆方法，包括支撑环，支撑环上间隔均匀套装偶数组外撑组件，支撑环中部安装顶撑机构，位于同一直径方向的两组外撑组件在顶撑机构作用下同时外撑并施力于圆柱壳内壁面；还包括与顶撑机构固装的转动机构，转动机构带动顶撑机构以支撑环的圆心为中心转动；工作时，撑圆工装由外部升降平台支撑至圆柱壳内部某一高度处，顶撑机构驱动相对的两组外撑组件外撑施力于圆柱壳内壁面并锁止，顶撑机构在转动机构带动下依次转至其余外撑组件处并驱动其外撑，在圆柱壳外壁面该高度处焊装环肋；重复其余高度处的撑圆、焊装环肋。本发明大大提高了圆柱壳的撑圆效率，适用于不同尺寸的圆柱壳，并且可靠性高。

摘要： 本发明涉及深海装备技术领域，尤其是一种深海装备耐压环肋圆柱壳中的装配式内部液舱。其包括舱体，舱体包括顶盖板，所述顶盖板下端面前后端分别垂直焊接横壁板，顶盖板下端面左右端分别垂直焊接纵壁板，所述纵壁板两端分别和顶盖板左右两端的横壁板焊接，顶盖板前后端的两个横壁板和左右端的两个纵壁板下端面共同焊接底壳板，所述底壳板底部中心焊接垫板。本发明通过装配的方式连接于耐压壳，减少了焊接，安装方便，既能够保证密性储藏液体，又能够在耐压壳收缩时与其保持变形协调，降低了应力水平，极大的提高了耐压壳及深海装备的结构安全性。

摘要： 潜艇环肋圆柱壳的对轮旋压应变诱发法的半固态制造工艺，首先在熔炼合金的基础上，采用离心铸造工艺制备潜艇环肋圆柱壳铸态壳体；其次采用对轮旋压变形工艺对该铸态壳体进行大变形量的塑性变形和整形处理；接着对得到的潜艇环肋圆柱壳畸变态坯料进行二次重熔，以获得具有细小、均匀、球状微观组织的潜艇环肋圆柱壳半固态坯料；然后对该半固态坯料进行半固态整体模锻成形；最后进行锻后热处理完成潜艇环肋圆柱壳的制造，通过本发明能够制备出具有非枝晶细小均匀球状微观组织的潜艇环肋圆柱壳，具有工艺过程简单，材料利用率高以及产品力学性能好的特点。

摘要： 本发明涉及一种夹层式环肋圆柱壳结构及其工艺方法，包括一外壳，于外壳内同轴装置内壳，内壳与外壳间形成夹层，夹层的下部装置下端部封板，夹层的上部等距装置上端部封板，各上端部封板之间形成空腔，于空腔内装置隔离条，隔离条将空腔隔成两开口；在外壳的外周还等距装置肋骨腹板，肋骨腹板连接肋骨面板。本发明既可以满足其水下降噪性，又提高了水下承载能力。