潜艇端部球面舱壁结构性能研究.pdf

分类号:密级:UDC:编号:工学硕士学位论文潜艇端部球面舱壁结构性能研究硕士研究生:胡国栋指导教师:王晓天教授学位级别:工学硕士学科、专业:工程力学所在单位:船舶工程学院论文提交日期:2013年01月论文答辩日期:2013年03月学位授予单位:哈尔滨工程大学Classified Index::A Dissertation for the Degree of :Hu GuodongSupervisor:Prof. Wang XiaotianAcademic Degree Applied for:Masterof EngineeringSpecialty:Engineering MechanicsDate of Submission:January, 2013Date of Oral Examination:March, 2013University:Harbin Engineering University哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出,并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者(签字):日期:年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定,即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索,可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文,可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文(□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后)由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者(签字):导师(签字):日期:年月日年月日潜艇端部球面舱壁结构性能研究摘要端部耐压舱壁是潜艇耐压壳的重要组成部分之一,按照其结构类型可以分为平面舱壁和球面舱壁。由于结构特点,平面舱壁只应用在特定的场合。而球面舱壁以其质量轻、空间利用率高等优点应用于单壳体和双壳体潜艇耐压结构中。潜艇端部球面舱壁通常由三部分组成:锥壳,过渡短环壳和球面壳。其中端部耐压舱壁所受到的外部载荷主要由球面壳承担。目前我国现行的《潜艇结构设计计算方法》中对于端部球面舱壁结构的强度及稳定性校核是以球面壳为基础,忽略了锥壳和过渡短环壳对舱壁强度和稳定性的影响。本文对潜艇端部球面舱壁结构性能进行了研究,主要包括以下几方面。1、简单介绍了现行的几大设计规范中关于耐压球壳的设计计算公式,对比分析了在统一结构参数的情况下,各规范对耐压球壳工作压力的计算结果;总结了关于球壳临界失稳压力的理论和经验计算公式,在相同的结构参数时,对比分析了按照各公式计算得到的球壳临界失稳压力。2、分析了端部球面舱壁为半球壳时各部分结构的几何尺寸关系,得到了过渡短环壳半径关于锥角、锥壳长度和球面壳半径的计算公式,给出各部分结构关于锥角的变化趋势;利用有限元软件对球面舱壁稳定性进行了计算,分析了三部分结构参数变化时对舱壁的影响;基于等强度分析了三部分结构的厚度变化趋势,并利用有限元验证其结果的正确性。3、当端部球面舱壁为球冠时,计算了锥壳长度对球面舱壁结构稳定性的影响,同时考虑了其他参数如锥角、过渡环半径等对结构的影响,最后对《潜艇结构设计计算方法》中关于球面舱壁稳定性计算公式进行修正,提出锥长对其影响系数。4、计算分析了不同位置的加强筋对耐压球壳临界失稳压力的影响,为确定加强筋位置提供理论依据;计算分析了初始缺陷位置和缺陷幅值对耐压球壳稳定性的影响;对于含初始缺陷的耐压球壳采用不同的加强形式,对比了不同加强形式下的球壳临界失稳压力,给出含初始缺陷的耐压球壳的最优加强形式。关键词:球面舱壁,等强度,修正系数,初始缺陷,加强形式哈尔滨工程大学硕士学位论文潜艇端部球面舱壁结构性能研究AbstractThe end pressurized bulkhead is the important component of submarine pressurized shell. It can be divided into flat bulkhead and s