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谈述管状基于泡沫铝吸能层某装置筒盖系统降载案例与其参数优化

收藏本文 2024-04-22 点赞:11232 浏览:38466 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:由于某产品发射装置筒盖系统在工作历程中承受复杂多相流瞬时冲击作用,导致其结构上联接螺栓发生了延迟断裂失效,给产品的正常工作带来了一定的安全隐患。由此采取缓冲吸能装置对其进行降载来解决这个实际工程不足具有较大的实际作用和参考价值。泡沫铝材料作为一种吸能效果较为理想的金属材料得到了广泛运用,本论文以此提出采取附着泡沫铝吸能层作为缓冲吸能结构的案例来考察其对筒盖系统的降载效果。首先,以泡沫铝材料为探讨对象建立了单胞泡沫铝有限元模型,并浅析其动态压缩力学性能,得出了不同相对密度泡沫铝在受到冲击载荷时其应力应变特点曲线,结果表明与相关论述及试验较为吻合;其次,建立了筒盖系统有限元模型以及后续建立的附着泡沫铝吸能层的筒盖系统有限元模型,并通过采取流固耦合情况下外载荷为压力场时联接螺栓所受最大等效应力的校核以及模型的模态振型的校核两种方式对所建立的筒盖系统有限元模型进行校核,校核结果证明所建立的筒盖系统有限元模型是合理和可行的;最后,通过选取不同范围的泡沫铝材料相对密度和厚度作为参变量,对所建立附着泡沫铝吸能层的筒盖系统有限元模型进行浅析,考察泡沫铝对筒盖系统在工作时的缓冲降载效果,最终达到了缓冲降载的目的并获得了能够有效降载的泡沫铝吸能层的相对密度以及厚度的最优选取范围。浅析了另一种广泛用于缓冲吸能装置的结构,即薄壁管状吸能结构。着重浅析了圆形截面和正六边形截面的管状吸能结构的吸能性能,并得出圆形管状结构在吸能性能上优于正六边形管状结构。以圆形截面为探讨对象,在吸能性能上对其尺寸参数进行了优化并得到了最终优化的尺寸参数。最后以优化后得到的圆形截面管状结构作为缓冲吸能结构来考察其对筒盖系统的降载效果,结果表明圆形截面管状结构作为吸能装置起到了一定的降载效果。最终,通过与泡沫铝吸能层的降载效果比较得出,泡沫铝吸能层对筒盖系统的降载效果要优于圆形截面管状结构的降载效果。关键词:筒盖系统论文降载论文有限元浅析论文泡沫铝吸能层论文管状吸能结构论文

    摘要6-7

    Abstract7-13

    第1章 绪论13-20

    1.1 引言13

    1.2 探讨背景13

    1.3 国内外探讨近况13-19

    1.3.1 国内外对泡沫铝金属制备的探讨概况14-16

    1.3.2 国内外对泡沫铝金属性能的探讨概况16-18

    1.3.3 泡沫金属的运用18-19

    1.4 探讨目的和作用19

    1.5 主要探讨内容19-20

    第2章 泡沫铝金属的力学性能及数值浅析20-34

    2.1 引言20

    2.2 泡沫铝金属的结构表征20-21

    2.3 泡沫铝金属材料的力学性能21-24

    2.3.1 泡沫铝金属材料准静态力学性能21-22

    2.3.2 泡沫铝金属材料动态力学性能22-23

    2.3.3 相对密度对泡沫铝材料压缩性能的影响23

    2.3.4 应变率对泡沫铝材料压缩性能的影响23-24

    2.4 泡沫铝金属材料的吸能性能24-25

    2.5 泡沫铝金属材料力学性能的试验探讨策略25-28

    2.5.1 静态压缩试验25-26

    2.5.2 动态冲击试验26-28

    2.6 泡沫铝金属本构模型的建立及有限元数值模拟28-32

    2.6.1 有限元模型的建立29-30

    2.6.2 数值浅析结果30-31

    2.6.3 吸能性能评估31-32

    2.7 本章小结32-34

    第3章 筒盖系统有限元模型的建立及校核34-45

    3.1 引言34

    3.2 有限元浅析策略论述34-35

    3.3 筒盖系统几何模型的建立35-36

    3.4 筒盖系统有限元模型的建立36-39

    3.5 筒盖系统数值浅析39-41

    3.5.1 数值浅析前处理阶段39-41

    3.5.2 数值浅析后处理阶段41

    3.6 筒盖系统有限元模型的校核41-44

    3.6.1 流固耦合下外载荷为压力场时模型的校核42

    3.6.2 模型的模态浅析校核42-44

    3.7 本章小结44-45

    第4章 泡沫铝吸能层对筒盖系统的降载浅析及优化45-55

    4.1 引言45

    4.2 泡沫铝材料的阻尼性能45-46

    4.3 附着泡沫铝吸能层的筒盖系统的数值浅析46-54

    4.3.1 泡沫铝吸能层有限元模型的建立46-47

    4.3.2 数值浅析案例的确定47-49

    4.3.3 同一厚度下不同泡沫铝相对密度时的数值浅析49-52

    4.3.4 同一泡沫铝相对密度下不同厚度时的数值浅析52-53

    4.3.5 数值浅析结论53-54

    4.4 泡沫铝吸能层的优化取值范围54

    4.5 本章小结54-55

    第5章 其它缓冲吸能结构的探讨及数值浅析55-67

    5.1 引言55

    5.2 薄壁金属管状结构55-56

    5.3 薄壁管状结构的数值浅析56-61

    5.3.1 两种截面的金属管状结构模型的建立57

    5.3.2 两种截面的金属管状结构数值浅析57-61

    5.4 金属管状吸能结构对筒盖系统降载效果的数值浅析61-65

    5.4.1 薄壁管状结构吸能性能评价指标61

    5.4.2 两金属管状吸能结构的比较及选取61-62

    5.4.3 圆形金属管状结构的参数优化62-65

    5.5 优化后的圆形管状结构对筒盖系统降载效果的数值浅析65-66

    5.6 本章小结66-67

    工作总结和展望67-69

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