單殼體潛艇殼體結(jié)構(gòu)損傷后的屈曲分析.pdf

1、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性是潛艇結(jié)構(gòu)主要的技術(shù)性能之一。我國(guó)現(xiàn)役潛艇長(zhǎng)期以來(lái)借鑒前蘇聯(lián)的經(jīng)驗(yàn)采用雙殼體的結(jié)構(gòu)型式，即外殼加耐壓殼。而單殼體潛艇由于在水動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性上具有明顯的優(yōu)勢(shì)已得到越來(lái)越多的重視。由于沒(méi)有外殼的報(bào)護(hù)，單殼體潛艇比雙殼體潛艇更易受到損傷，如碰撞、擱淺、戰(zhàn)時(shí)的武器命中和爆炸沖擊都會(huì)導(dǎo)致殼體結(jié)構(gòu)的破損。因?yàn)闈撏蛪簹?duì)初始缺陷和屈曲敏感，所以潛艇耐壓殼，尤其是有塑性變形的耐壓殼的穩(wěn)定性分析是重要的研究課題。 本文研究了單殼體潛

2、艇的結(jié)構(gòu)形式和具有初始缺陷的殼體的屈曲。但是具有初始缺陷的殼體的屈曲是本文主要的研究?jī)?nèi)容。 本文中利用有限元軟件對(duì)環(huán)肋圓柱殼和縱橫加筋圓柱殼進(jìn)行了特征值屈曲分析。結(jié)果證明縱橫加筋圓柱殼比環(huán)肋圓柱殼具有更高的臨界載荷和更好的穩(wěn)定性。因此，縱橫加筋圓柱殼被建議作為單殼體潛艇的結(jié)構(gòu)形式。 本文利用關(guān)于幾何缺陷薄壁圓柱殼的卡門—唐納爾非線性理論和變分法推導(dǎo)了耐壓殼的平衡方程和相容方程，給出了耐壓殼的應(yīng)力函數(shù)表達(dá)式。利用里茲法得到

3、了靜水壓力作用下的損傷艇體結(jié)構(gòu)的幾何非線性臨界載荷表達(dá)式。 本文基于流動(dòng)理論和形變理論，給出了潛艇耐壓殼處于前屈曲狀態(tài)時(shí)的本構(gòu)方程。分別介紹了用分段多項(xiàng)式和朗培其一奧斯古特三參數(shù)方程擬合應(yīng)力應(yīng)變曲線并求切線模量和割線模量的方法。利用關(guān)于幾何缺陷薄壁圓柱殼的卡門—唐納爾非線性理論和里茲法給出了靜水壓力作用下?lián)p傷艇體結(jié)構(gòu)的塑性屈曲分析方法。 具有不同初始缺陷幅值的縱橫加筋圓柱殼模型被計(jì)算。理論計(jì)算結(jié)果與有限元分析結(jié)果被比較。