工装约束下火箭舱段壳体的结构振动特性研究

将地面试验中卡环工装对舱段壳的影响转化为弹性边界条件下圆柱壳耦合结构的振动问题,通过卡环工装与圆柱壳接触建模计算得到工装作用于舱段壳的法向约束刚度,并采用增补函数的方法构建了工装约束边界条件下圆柱壳耦合结构的振动理论分析模型。结果表明：本研究模型能够反映卡环工装对于舱段壳振动特性的影响,理论计算结果与试验测试结果的变化趋势基本一致;在卡环工装的约束下,舱段壳的低频振动受到显著抑制,工装的约束刚度及其在舱段壳上的夹持位置对于舱段壳振动特性具有较大影响。     

水下爆炸冲击波作用下小型多舱圆柱壳的弹性响应研究

运用数值计算与水下爆炸试验相结合的方法研究了水下爆炸冲击波作用下小型多舱圆柱壳的弹性响应。文章应用国际通用软件ABAQUS的声固耦合算法分析了小型多舱圆柱壳在水下爆炸冲击波作用下的弹性变形．并进行了水池试验验证。     

椭圆截面环形耐压壳屈曲特性研究

环形耐压壳具有较好的抗压能力和水动力特性,是深海空间站的一种优选结构。既有研究主要对圆截面环形耐压壳以及加肋圆截面环壳进行了屈曲分析,对椭圆截面环壳的研究缺乏试验支撑。为进一步探究椭圆截面环形耐压壳的屈曲特性。通过基于弧长法的非线性数值计算,分析椭圆截面长、短轴比值对环形耐压壳屈曲载荷的影响规律,优选出一组椭圆参数。采用快速成型技术制作两个树脂材料椭圆截面环形耐压壳,以及两个等体积、等质量的树脂材料圆截面环形耐压壳,进行几何测量、静水外压和数值计算。结果表明,长、短轴比值为1.27的椭圆截面环形耐压壳具有良好的抗压性能,其屈曲载荷是等效圆截面环形耐压壳的1.718倍,该研究可为深海空间站载人舱的创新设计提供参考。     

导弹模态试验中双模态现象的分析与仿真验证

针对导弹模态试验中出现的主振偏角较大的“双模态”现象,采用三分段法构建了用于模拟导弹模态试验系统的壳-梁-质量-弹簧单元组合有限元模型。通过试验分析与仿真模拟,提出并论证了导弹模态主振偏转的主要原因是舱段间对接面连接刚度方向偏离了象限线。依据试验分析结果,提出了影响导弹模态特性的相关结论。根据仿真模拟结果,得到了主振模态偏转的两个前提性条件。从工程应用的角度,给出了模态参数的使用说明,建议了舱段对接面的设计和位置。研究结果对导弹双模态现象的规避和消弱具有一定的工程指导意义。     

基于PMAC的减摇水舱试验台控制系统设计

减摇水舱属于典型的船舶横摇减摇装置,装船前必须采用试验台验证水舱的减摇能力。水舱试验台能够模拟船舶横摇、横荡两个方向的运动,采用液压伺服系统驱动。为了能够满足水舱试验的要求,克服耦合干扰力,设计了数字控制系统,并采用PMAC运动控制器实现对试验台的控制,最后通过试验调节参数,使系统达到预期指标。     

新型矿用移动救生舱结构的分析与研究

针对现有矿用救生舱中方形舱抗冲击性能差、经济性也差;圆形舱内部空间小,且内部气瓶等装备不易放置,对国家要求的有效空间很难满足,需要舱段多等问题,提出了一种带有弧形外挂保护壳的救生舱,分析研究了这种新型救生舱的结构特点,利用ANSYS Workbench对新旧型舱的抗冲击性进行了有限元分析。研究结果表明,该救生舱的设计达到了牺牲外挂保护壳来保护舱壳的目的,且质量减轻了近40%,最大等效应力减小150.5 MPa,最大变形减小0.7341 mm,抗冲击能力、密封性能、经济性皆得到优化。     

基于Hyperworks的大型罐体有限元建模及静力分析

大型负压舱体属于大跨度壳结构，受力十分复杂，整体刚体要求较高。舱体结构性能依靠实验手段来判断非常复杂且成本高。文章针对负压舱受变载荷特点及自身结构类型特性，对负压舱体两种不同设计方案采用Hyperworks建立精确的有限元分析模型，分析结果比较两种不同设计方案的优劣。     

大型空间末端执行器在轨操作运输舱策略

针对空间运输舱具有较大的速度和惯量,在对运输舱的操作过程中存在着冲击和碰撞,严重的时候会影响系统的安全的问题,研制中国大型空间末端执行器,设计大容差柔性钢丝绳捕获机构和基于滚珠丝杠螺旋传动副的拖动机构,并且对其捕获传感器系统进行设计。根据末端执行器机构特点和工作原理,提出基于Loop/Contact控制模型的捕获控制策略,有效地减小了操作对系统的冲击。建立空间微重力环境下末端执行器系统和运输舱系统的动力学模型,推导大型末端执行器在轨操作运输舱的动力学方程。计算机仿真试验证明,捕获过程中捕获力较传统方式降低50%,试验证明捕获力小于700 N,二者验证了末端执行器的实用性和控制策略的可行性,对提高大型空间末端执行器的工作稳定性具有重要意义。     

大型渔船燃油舱惰性气体发生装置设计

以大型渔船燃油舱为研究对象,针对现有大型渔船燃油舱油气处理存在的问题,从大型渔船燃油舱惰性气体发生装置的设计要求出发,利用Auto CAD软件设计出大型渔船燃油舱惰性气体发生装置,并介绍其工作原理和主要组成部件,最后从技术、结构、操作和经济等方面对该装置的可行性进行分析,得出该装置操作简单且成本可控的结论。     

大型舱段装配中的水平对接技术

为满足航天器舱段对接装配的高精度、自动化需求,提出一种基于自动化手段的大型舱段对接装配技术,即水平对接技术。从理论的角度介绍了该技术的工作原理,阐述了其基于并联机构的位姿控制和力随动控制两大技术要点,进行了舱段水平对接装配试验。通过实验证明了位姿控制方式能将销钉轴线位姿精度从0.3mm提高到0.1mm,满足舱段对接在销钉插入销孔阶段的位姿精度要求,同时证明了力随动控制能根据支链力变化实时变换舱段位姿,满足舱段对接在压紧密封圈阶段的舱段小变形要求。     

椭球封头圆柱形爆炸容器振动特性研究

对椭球封头圆柱形爆炸容器在中心点爆炸状态下的 19次有效炮实验给予了介绍并对实验结果的壳体振动特性进行了分析。理论和实验分析表明 ,在封闭容器内爆炸冲击载荷具有明显的脉冲激励特征 ;容器壳体的振动频谱主要受前 10阶固有频率的影响 ;随着冲击载荷的增加 ,其壳体的主振频率将趋于相应壳体的呼吸频率 ,其应变增长具有减少的趋势 ;联接螺栓的振动模态主要受相应圆柱壳体和封头轴向振动模态的影响 ,并出现了在时域上其振动模态在圆柱壳振动模态和封头轴向振动模态间跳变的现象。     

绕丝式超高压容器设计辅助系统

根据绕丝式超高压容器设计的特点,提出了容器筒体轻型化模糊优化数学模型,并利用Visual C 语言,开发了绕丝式超高压容器常规设计和模糊优化设计的计算机辅助设计系统,还利用实例对两种设计结果进行了对比.     

接管轴向外力对压力容器强度的影响

接管部位的应力分析是压力容器分析设计中最常见的分析模型，大多数压力容顺的接管都承受外力的作用。文中通过实例分析了作用在接管端面上的轴向外力对承受内压力容器接管部位的强度计算结果的影响，探讨了接管轴向外力的方向与大小对不同类型容器壳体的影响规律。     

压力容器夹层壳体开孔冲压及模具

介绍在特殊夹层压力容器制造中对央层壳体壁上进行开孔翻边热冲压成形的工艺技术。     

议高压容器的开孔补强

介绍高压容器筒体开孔补强设计以及开孔补强件类型及焊接方法。     

绕丝式超高压容器模糊优化设计

根据绕丝式超高压容器设计的特点,确定了设计变量、建立了目标函数和模糊约束条件,提出了容器简体模糊优化数学模型。通过模糊约束隶属函数分析和运用二级模糊综合评判方法确定出了最优水平截集,将非对称模糊优化问题转化为最优水平截集上的常规优化模型。通过实例进行了模糊优化设计,验证了文中提出的数学模型和优化方法。优化后的超高压容器在承载能力及生产能力不变的前提下,质量比常规设计减轻27．1％,大大减小了整个装置的体积。     

压力容器圆筒大开孔补强计算方法

对美国ASME大开孔补强计算方法进行了分析,用有限元法对圆筒大开孔计算截面的应力进行了考证,发现除了ASME给出的、绕圆筒母线的弯矩外还存在一个数值相当的、绕接管母线的弯矩,补充建立了补强环在环平面内弯曲的计算模型,提出一种新的圆柱壳开孔补强的工程计算方法。     

双层壳舷间复合托板隔振特性研究

基于Flügge壳体理论和Helmholtz波动方程,求解了舷间托板动力响应的双壳声-流体-结构耦合方程.通过模型试验分析了敷设声学覆盖层的加筋双层圆柱壳舷间振动传递特性.试验表明,舷间采用托板连接时内外壳间的耦合作用很强,舷间振动能量主要通过托板传递,声学覆盖层敷设方式对内外壳间的耦合关系影响很小.基于阻抗失配原理,在舷间振动的主传递通道上设计了几种高传递损失的复合托板结构形式,数值分析了各种复合托板的隔振性能,并对比了它们的隔振效果.     

A method for calculating the lower bound limit pressure for thick shells of revolution with specific reference to cylindrical vessels with torispherical ends

A method is proposed for calculating the lower bound limit pressure for thick shells of revolution under axisymmetric loading conditions. The method, which deals directly with stresses and the material yield criterion, can be applied to shells of any thickness. It is applied here to the problem of evaluating a lower bound to the limit pressure of a thick cylindrical vessel with torispherical ends of constant thickness. The stresses are expressed in terms of an independent set of variables and a non-linear programming method is used in the optimization of the limit pressure. Results are presented for a limited range of geometric parameters.     

锥台形壳体液压胀形过程的数值模拟

等边双圆锥台壳体具有形状简单、容易制作的优点,常用于小直径球形容器的无模成形。但在成形过程中,壳体赤道环焊缝处极易向内收缩,从而引发该处的失稳起皱,严重影响了球形容器的质量。针对这一问题,用刚塑性有限元对壳体在内压作用下的胀形过程进行了数值模拟,在此基础上,对锥台形壳体的初始形状进行了改进,以限制赤道环焊缝处向内的收缩。数值模拟结果表明,改进后的初始壳体既具有形状简单的优点,又能避免赤道处的起皱,且能获得圆度较好的球形容器,而这是等边双圆锥台壳体自由胀形所无法实现的。