單殼體潛艇殼體結(jié)構損傷后的屈曲分析.pdf

1、結(jié)構穩(wěn)定性是潛艇結(jié)構主要的技術性能之一。我國現(xiàn)役潛艇長期以來借鑒前蘇聯(lián)的經(jīng)驗采用雙殼體的結(jié)構型式，即外殼加耐壓殼。而單殼體潛艇由于在水動力性能和經(jīng)濟性上具有明顯的優(yōu)勢已得到越來越多的重視。由于沒有外殼的報護，單殼體潛艇比雙殼體潛艇更易受到損傷，如碰撞、擱淺、戰(zhàn)時的武器命中和爆炸沖擊都會導致殼體結(jié)構的破損。因為潛艇耐壓殼對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內(nèi)容。 本文中利用有限元軟件對環(huán)肋圓柱殼和縱橫加筋圓柱殼進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)構形式。 本文利用關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了耐壓殼的平衡方程和相容方程，給出了耐壓殼的應力函數(shù)表達式。利用里茲法得到

3、了靜水壓力作用下的損傷艇體結(jié)構的幾何非線性臨界載荷表達式。 本文基于流動理論和形變理論，給出了潛艇耐壓殼處于前屈曲狀態(tài)時的本構方程。分別介紹了用分段多項式和朗培其一奧斯古特三參數(shù)方程擬合應力應變曲線并求切線模量和割線模量的方法。利用關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算。理論計算結(jié)果與有限元分析結(jié)果被比較。