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耦合基于流固耦合技术某筒盖系统阻尼器降载案例与参数优化网

收藏本文 2024-01-31 点赞:21018 浏览:87096 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:水下工作的某产品特定结构筒盖系统,在工作后的常规检查中,发现其联接螺栓由于冲击载荷的影响发生了断裂,给整个系统造成了很大的安全隐患。本论文以该不足为出发点,通过论述浅析,构造相关数学模型,并利用CAE软件进行模拟仿真,得出了较理想的结果,为解决这一类不足找到了一条途径,对相关的设计、研发具有较大的论述作用和实际价值。首先,本论文以流固耦合论述为基础,对筒盖系统中的流体与各部件的相互作用建立了相关的数学模型,并得到流体和筒盖结构间的制约方程,以论述上浅析了筒盖系统在工作当中破坏力的来源以及螺栓发生断裂的关键理由。之后,借助于CAE软件MSC.Patran进行筒盖系统的建模,利用MSC.Dytran进行流固耦合浅析,在软件上还原筒盖系统真实的工况环境,直观的反映出在强大的冲击载荷并伴随流固耦合作用下,筒盖系统瞬时发生了显著的塑形变形。结果显示,筒盖系统在水下受外载荷激励作用时,由于受附连水的影响,其系统固有频率接近外载荷频率,发生了受迫共振。基于这一作用机理,本论文提出了通过增加阻尼器进行降载的优化案例,并利用MSC.Dytran对该案例进行模拟仿真。通过比较不同参数阻尼器的降载效果,得到了降载效果最佳的阻尼器参数范围。结论表明,筒盖系统的联接螺栓可以用普通螺栓来替换原案例的高强度螺栓,并保证了整个系统的安全性。在此历程中,本论文还讨论了筒盖系统流固耦合模型的几种校核策略以及求解其干、湿模态的探讨策略,考虑了阻尼器化简模型的建模和连接方式。结果表明,采取阻尼器进行降载的案例能有效的将载荷降到普通螺栓的许用应力范围内,完成了预定的探讨目标。关键词:流固耦合论文有限元浅析论文MSC.Patran论文&论文MSC.Dytran论文MSC.Nastran论文阻尼器降载论文

    摘要6-7

    Abstract7-12

    第1章 绪论12-22

    1.1 引言12-13

    1.2 课题的探讨背景13-14

    1.3 国内外探讨近况14-20

    1.3.1 水下非接触性碰撞的探讨概况14-15

    1.3.2 流固耦合力学的探讨概况15-18

    1.3.3 阻尼器降载的探讨概况18-20

    1.4 课题探讨的目的和作用20

    1.5 课题探讨的内容及革新点20-22

    第2章 课题的探讨策略及相关论述22-37

    2.1 筒盖系统的工作原理22-23

    2.2 筒盖系统流体域的数学模型23-25

    2.3 筒盖系统结构域数学模型25-30

    2.3.1 筒盖系统力学模型25-27

    2.3.2 筒盖系统动力学模型27-30

    2.4 流固耦合系统相关论述30-31

    2.5 相关的有限元计算策略31-36

    2.5.1 显示非线性有限元计算策略31-32

    2.5.2 模态浅析的有限元法32-34

    2.5.3 流体方程的有限元数值解法34-35

    2.5.4 流固耦合有限元处理策略35-36

    2.6 本章小结36-37

    第3章 筒盖系统流固耦合有限元模型的建立37-47

    3.1 课题探讨的相关软件介绍37-38

    3.2 筒盖系统流固耦合有限元模型38-41

    3.2.1 筒盖系统有限元模型的建立38-39

    3.2.2 水域模型的有限元划分39-41

    3.3 材料的选取41-42

    3.4 边界条件的设置42-46

    3.4.1 筒盖系统边界条件的设置42-44

    3.4.2 水域的边界条件设置44-45

    3.4.3 计算结果的输出制约45

    3.4.4 相关参数的技术要求45-46

    3.5 本章小结46-47

    第4章 筒盖系统有限元模型的校核及结果浅析47-57

    4.1 模型的校核策略47-54

    4.1.1 通过比较危险点应力进行校核47-48

    4.1.2 通过对模型进行模态浅析校核48-54

    4.2 计算结果浅析54-56

    4.2.1 计算结果54-56

    4.2.2 结果浅析56

    4.3 本章小结56-57

    第5章 筒盖系统的降载案例及其参数优化57-77

    5.1 筒盖系统降载案例57

    5.2 阻尼器模型的选择57-59

    5.3 阻尼器的放置和参数设置59-60

    5.4 优化结果及浅析60-76

    5.4.1 并联系统阻尼器优化结果浅析60-71

    5.4.2 串联系统阻尼器优化结果浅析71-74

    5.4.3 最终降载效果比较74-76

    5.4.4 结果浅析76

    5.5 本章小结76-77

    总结与展望77-79

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