大型军用方舱结构设计的有限元分析
某特大型筒仓侧壁压力有限元分析3

・专家专稿・文章编号:100926825(2006)022*******某特大型筒仓侧壁压力有限元分析3收稿日期:2005208214 3高等学校博士学科点专项科研基金(项目编号:No.20040003095);教育部科学技术研究重点(重大)项目资助(项目编号:No.704003)作者简介:陆新征(19782),男,博士,讲师,清华大学土木工程系,北京 100084陈 勇(19742),男,硕士,工程师,常州泰盈决策有限公司,江苏常州 213000陆新征 陈 勇摘 要:借助非线性有限元程序对筒仓内部压力进行了考虑接触非线性和材料非线性的分析,分析结果表明,有限元得到的筒仓内部压力和经验公式吻合良好,且可以深入研究某些特殊部位的受力情况以及物料流动性能。
关键词:筒仓,侧壁压力,接触,有限元中图分类号:TU311.4文献标识码:A1 概述某大型筒仓由一个直径达40m 的圆柱形存储空间和两个80°顶角圆锥形出料口组成,筒仓总高度达到65m 。
设计需要对筒仓侧壁的压力进行深入分析,并了解筒仓内部物料可能的流动性能。
由于该筒仓体积太大且形状比较复杂,因此传统设计方法可能存在难度,需要借助非线性有限元分析进行深入研究。
2 有限元模型采用大型通用有限元软件MSC.MARC 2003[1]建立有限元模型并进行分析。
由于内部物料和筒仓侧壁之间的相互作用是研究的重点,因此必须细致考虑物料和筒仓之间的接触面。
此研究采用MSC.MARC 2003提供的库仑接触摩擦模型(Coulomb Friction Model )来模拟筒仓和内部物料之间的相互作用关系。
理想的库仑摩擦模型计算公式可以表示为:F t ≤μF N (1)其中,F t 为摩擦力;F N 为法向压力;μ为摩擦系数。
从式(1)可知,对于理想的库仑摩擦,其摩擦力和相对滑移之间的关系是一个不光滑的间断曲线。
这样的间断曲线对于非线性有限元分析而言是十分不利的,因为目前常用的非线性分析方法大多基于牛顿法,希望目标函数尽可能的光滑连续以便得到一个收敛的结果。
军用方舱舱体的设计计算

方舱舱体的设计计算一、舱体的基本结构与设计计算1、外部尺寸与最大总质量的确定2、夹芯板的结构及厚度确定1)、夹芯板的结构2)、夹芯板抗弯强度Ef——蒙皮材料的弹μf ——蒙皮材料的h——芯层的厚度t ——蒙皮的厚度D正比于(h+t)2,优化h、t可达到所需强度和最轻结构重量。
3、舱体的基本结构®骨架结构——类似于固定厢式车。
®板式结构——六块大板拼装而成。
4、舱体的设计计算方舱的吊装和跌落是两种最大载荷工况。
以吊装为例。
1)、舱体结构承载能力的确定¶包角及底板夹芯中加强筋的临界应力1~4;Jmin:包角或筋最小截面惯性矩;L:包角或筋的长度;imin:包角或筋最小回转半径;A:包角或筋的横截面积。
蒙皮局部临界应力:Q:相关系数,取0.2~0.5;EF:蒙皮弹性模量;ES:芯层的弹性模量GS:芯层的剪切模量。
2)、舱体整体强度计算(受力简图如下):假设方舱仅由外蒙皮(厚度 )承受载荷。
弯曲强度纵向弯矩产生的最大法向应力:——舱体截面系数扭转强度位于横断面内纯扭矩所产生的最大切向力:¦弯、扭组合按第三强度理论有数。
3)、舱体刚度计算j弯曲刚度:设载荷全部集中在舱体中部。
舱体中部最大挠度:式中:Ef——夹芯板蒙皮的弹性模量。
JX——舱体惯性矩。
其中:JX=[H4-(H-2 )4]/12 O扭转刚度:舱体在位于横截面内纯抟时,两端相对的最大转角:MK——扭矩,且MK=P2H;G——夹芯板蒙皮的剪切弹性模量;JK——极惯性矩,JX=2JX (仅对于正方形)。
二、方舱的密封性设计1、密封设计的内容:淋雨、透光、泄风量、涉水、电磁屏蔽等。
2、密封原理:(1)、造成泄漏的原因:一是密封面上有间隙,二是密封件两侧有压力差。
(2)、密封原理:消除(或减轻)上述任一因素,均可阻止(或减少)泄漏。
二、方舱的密封性设计3、密封的含义:阻止泄漏,即防止接触内、外的物质相互传递。
(1)、相对静止的结合面间的密封为静密封。
某冷却设备方舱结构有限元分析

某冷却设备方舱结构有限元分析作者:暂无来源:《专用汽车》 2016年第3期万峻麟丁有永赵德高中国电子科技集团公司第二十八研究所江苏南京 210000摘要:论述了某冷却设备方舱的结构设计;运用等效方法建立舱体结构的有限元模型,对舱体结构在特定工况下进行静力学分析,得出其应力和应变状态,确保方舱结构设计满足系统刚度和强度的指标要求。
关键词:冷却设备方舱结构设计有限元分析中图分类号:U469.6+93.02文献标识码:A文章编号:1004_0226(2016)03-0090-04第一作者:万峻麟,男,1983年生,高级工程师,现从事指挥信息系统的结构设计与系统研究。
冷却设备方舱是用于承载雷达等系统的冷却设备。
随着冷却技术的发展,冷却设备对舱体结构具有如下两点要求:一是冷却设备自重大,舱体四周布置了大量的通风门窗,舱体的设计强度必须满足吊装和运输等工况要求;二是冷却设备中各种大跨度硬管连接精度要求越来越高,作为承载体的方舱必须具有足够的刚度,避免舱体底板变形过大给冷却设备带来损害。
针对上述要求,在冷却设备方舱设计时引进有限元分析技术,通过分析计算验证设计的合理性,并对结构进行优化设计”。
1某冷却设备方舱结构设计1.1方舱使用概况某冷却设备方舱的外形尺寸(长×宽×高):6058x2 438x2 438,mm;舱内安装各种冷却设备,设备总质量约St。
设备布置示意图如图1所示。
为了满足冷却通风要求,方舱四周设置了多扇门窗,如图2所示。
方舱所装载的主要设备及自重见表1。
方舱满载吊装时,起吊瞬间会产生过载,舱体所承受的静载荷最大,工况影响严重。
因此,满载吊装前应校核舱体所受应力是否满足安全使用要求;同时该工况下舱体底板静挠度也达到了最大,应保证此时底板静挠度变形不会对冷却管路造成破坏,并且舱体的变形也不能对门窗造成挤压损害而影响门窗的正常开启。
1.2方舱的结构设计根据方舱的使用要求和方舱现有的成熟工艺,该方舱采用骨架式大板方舱结构,舱体由六块复合大板、铸钢角件、包边和滑撬等组装而成。
特种方舱及承载平台结构有限元分析(1例)

设计·讲技术Special Vehicle &Spare Parts and Components 57特种方舱及承载平台结构有限元分析(1例)由于方舱结构的特殊性,在初始设计阶段对它进行试制和实验费用较高。
为了研究某特种重载方舱的静力学特性,运用ANSYS有限元分析软件建立了方舱及其承载平台的整体结构等效有限元模型,并对舱体及其承载平台结构在特定工况下进行静力学模拟计算,得出其应力和应变状态。
结果表明,该重载及其承载平台方舱最大应力值小于许用应力,且最大变形也完全符合要求,为同类方舱设计提供参考。
文_吕路 章琦 王新由于特种方舱结构比较复杂,而且此类方舱在使用过程中所处的环境要求也比较复杂,因此在研制阶段很难计算方舱的受力状态,而这一点在方舱结构设计阶段显得至关重要。
该特种方舱额定载荷非常大,且舱体四周及斜顶板上布置了大量通风门窗,同时舱体的设计刚强度必须满足吊装及运输的要求。
因此针对此种特种重载方舱,利用有限元建模分析,通过分析得出设计结构的合理性及可靠性就显得尤为重要。
1 方舱及承载平台结构设计1.1 方舱基本要求方舱和车辆改造是为车载特种设备提供安装和运输平台,方舱通过方舱旋锁固定于承载平台上,承载平台与越野车辆为刚性连接固定,方舱既是车载特种设备的保护体也是其运输承载体(见图1)。
该方舱外形尺寸为8 058 mm×2 438 mm×2 080 mm(见图2),方舱舱体质量≤4 000 kg,方舱的额定装载质量为10 500 kg,承载平台自质量≤1 600 kg。
为了满足冷却通风要求,方舱四周及斜顶板上设置了多扇门窗。
1.2 方舱骨架结构设计舱体为削角异形大板方舱,舱体骨架分为前壁骨架、后壁骨架、左壁骨架、右壁骨架、顶壁骨架和底架等几大片(见图3),除顶壁骨架采用60 mm×4 mm和40 mm×4 mm 方钢管组焊成片,底壁骨架采用120 mm×60 mm×6 mm、80 mm×60 mm×6 mm的矩形钢管和60 mm×4 mm方钢管组焊成片外,其他骨架均采用80 mm×60 mm×6 mm的矩形钢管和60 mm×4 mm的方钢管组焊成片。
特种车辆方舱结构的有限元分析

V0 . 2 1 3 ຫໍສະໝຸດ No. 6 De .20 8 c 0
特 种 车辆 方舱 结构 的有 限元 分 析
王 良模 , 长风 , 晨 至 吴 王
( 京理工大学 机械工程学 院, 苏 南京 209 ) 南 江 10 4
摘
要 : 了研 究 某特种 车辆 方舱 的静 力学特 性 , 文 应 用 H p r s 为 该 y eMeh和 MS . a a C P t n软件 建 立 r
殊环 境下 , 方舱 以其灵 活 的转 移 性 、 靠 的 电磁兼 可 容性 、 良好 的气密性 和保 温性等特点 在 国民经济各
重要 领域得到 广泛 应用 。 由于方舱 的结构 较 为 复
收 稿 日期 :0 7—1 0 20 0— 9 修 回 日期 :0 8~ 8— 0 20 0 3
方舱是 一种 特殊 的 汽车 车厢 , 在工 程抢 险 、 管 道维 修 、 医疗 保障 、 生活储备 、 电和军 队作 战等 特 供
杂, 是蒙皮 、 架 和聚氨 酯 泡沫 夹层 等 组成 的复合 骨
结构 , 在其设 计 和研制 过 程 中样机 试 验难 以进行 , 用传统 的经典 方 法或 工 程板梁 理 论来 分析 方 舱 的
关键词 : 方舱 ; 力 学 ; 限元 ; 静 有 刚度 ; 强度
中 图分 类号 : 8 . O333 文章 编号 :0 5— 8 0 2 0 ) 6— 7 7—0 10 9 3 ( 0 8 0 0 0 3
Fi ie Elm e tAn l sso p ca h ce S le tu t r n t e n ay i fS e ilVe il het r S r c u e
第3 2卷 第 6期 20 0 8年 1 2月
特种车辆方舱结构的有限元模态分析

中图分类 号 :H1 。 33 文 献标识 码 : T 6 0 8. 3 A
模态分析技术是现代机械产品结构动态设计和分析的基础 , 问层填充硬聚氨酯泡沫板。通过硬聚氨脂泡沫夹芯层预制 , 用特 是近年来迅速发展起来的分析系统结构动态特性 的强有力工具 。 殊粘接胶将各部分粘接在一起 的干式制板工艺 。 方舱 由数块大小
王 良模 吴长风 王晨至
( 南京理 工大学 机械 工程 学院 , 南京 2 09 ) 104
F nt lme t ii ee e n d n lss o p ca e il qu r a i mo e a ay i f s e il hce s a e c b n a v
机 械 设 计 与 制 造
9 2 文章编号 :0 1 3 9 ( 0 8 1 - 0 2 0 10 — 9 7 2 0 ) 0 9 — 2 1 M a h n r De i n c iey sg & Ma u a t r n fcue
第 1 期 1 20 年 1 08 1月
特种车辆方舱结构的有限元模 态分析 术
3 方舱模态分析
解析模态分析从机械 、 结构 的几何特 胜与材料特性等原始参 数出发 , 采用有 限单元法形成系统的离散数学模型一 质量矩 阵和
来划分 ,中间一些不规则的区域采用三节点三角形单 元 t 3 r 和 i a
六节点五面体单元 p na 来 过渡划分 。根据方舱 中的加强筋 主 et6 要受轴 向拉压及弯 曲作用 , 将其视 为纯 弯曲梁 , 利用等效截 面抗
将单元的全部质量按静力等效原则分配到单元 的所有节点上 , 可
式 中: 、 一弹性模 量 ; | ,一两梁截 面对 中性轴 的惯性矩。 r2 I 、 对其进行等效。 将加强筋等效成与其 自己有相 同截面尺寸 的
28000 t多用途船首楼加强结构有限元强度分析

28000 t多用途船首楼加强结构有限元强度分析本文将针对一艘28000 t多用途船的首楼加强结构进行有限元强度分析。
首先,介绍该船的基本情况和首楼结构设计方案,然后,给出有限元模型和边界条件。
接着,进行计算,并分析其结果。
最后,提出一些建议和结论。
一、船舶基本情况该船为中国造船集团公司设计研究院设计,船长度为190.00m,船宽为32.26m,型深为18.10m,设计总吨位为28000t。
该船为多用途船,可用于散货运输、集装箱运输、油船等不同类型的货物运输。
首楼位于船头部分,是船体结构中较为重要的部分,需要进行加强以达到防护和支撑作用。
二、首楼结构设计方案为了提高首楼强度和稳定性,在船体设计中需要对首楼进行加强。
首先,在原有首楼结构基础上加装侧板,提高侧部强度;其次,加装绞刀柱和纵梁,提高纵向支撑能力;再次,加固首楼底板,增加底部强度。
三、有限元模型和边界条件在进行有限元分析前,需要建立一个精细的有限元模型。
首先,对整个船体进行数值化建模,包括船体的各个结构部分。
然后,按照首楼加强结构设计方案,对首楼部分进行加固,建立新的有限元模型。
接着,需要确定边界条件。
在进行有限元计算时,需要确定边界条件,以便进行一个完整的力学分析。
由于首楼位于船体的前部,处于海浪和风浪影响较大的区域,需要考虑风浪载荷的影响。
同时,还需要考虑船体的移动和弯曲等因素。
四、计算与分析在确定有限元模型和边界条件后,进行了有限元计算和强度分析。
在计算过程中,考虑了船体在不同风浪条件下的载荷,进行了强度分析和振动分析。
根据计算结果可以得出:首楼加强结构设计方案符合设计要求,能够提高船体的强度和稳定性。
在不同风浪条件下,首楼结构都有足够的强度和稳定性,能够保证船舶在航行时的安全性和稳定性。
五、建议和结论针对以上计算和分析结果,提出如下建议和结论:(1) 首楼加强结构设计方案符合设计要求,能够提高船体的强度和稳定性。
(2) 在进行船体设计时,需要综合考虑船舶的航行条件和使用要求,以便确定最佳的结构设计方案。
大型集装箱船整船有限元分析计算技术研究

大型集装箱船整船有限元分析计算技术研究
陈庆强;朱胜昌
【期刊名称】《船舶力学》
【年(卷),期】2006(010)001
【摘要】本文在研究大型集装箱船整船分析的基础上,总结研究和发展了二种集装箱船整船有限元分析时调整节点力和惯性平衡的处理方法.对于正确地进行大型集装箱船整船结构强度直接计算具有指导作用和实用价值.同时本文提出了对集装箱船整船结构强度分析的分工况计算和应力合成技术,可应用于集装箱船的整船结构有限元计算分析.
【总页数】12页(P80-91)
【作者】陈庆强;朱胜昌
【作者单位】中国船舶科学研究中心,上海,200011;中国船舶科学研究中心,上海,200011
【正文语种】中文
【中图分类】U661.43
【相关文献】
1.35000DTWT散货船整船结构有限元分析计算模型浅析 [J], 马广宗;郑莎莎
2.船舶强度直接计算中的有限元分析模块和在整船分析中的应用 [J], 朱胜昌;陈庆强;郭列;江南
3.大开口船波浪载荷长期预报和弯扭强度整船有限元分析 [J], 顾永宁
4.支线集装箱船整船强度和疲劳有限元分析 [J], 徐敏;汤明文;王旌生;宋夏;童晓旺
5.大型集装箱船绑扎桥快速搭载的关键技术研究 [J], 吕松;张蔷
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于ANSYS的大型钢筒仓有限元分析

161中国设备工程Engineer ing hina C P l ant中国设备工程 2019.06 (上)随着我国基础建设的飞速发展,建筑混合料(如混凝土、沥青混合料、干混砂浆等)搅拌设备趋于大型化,对钢筒仓存储量的要求越来越大。
目前,室外钢筒仓的设计大多参考《粮食钢板筒仓设计规范》,对于筒仓及支承的设计往往采用经验计算,缺乏理论依据。
本文详细阐述了室外钢筒仓载荷计算方法,运用ANSYS 对某预研中的1000t 钢筒仓进行有限元计算,分析钢筒仓在风载及地震工况下的变形及应力状态,为钢筒仓深一步的结构优化,改进设计方法提供理论依据。
1 几何结构参数以某预研中的干混砂浆搅拌设备外置仓容为1000t 的钢筒仓为研究对象,干砂为存储介质,其密度为1600kg/m 3,内摩擦角为,砂与筒壁间摩擦系数μ=0.35。
该钢筒仓几何模型如图1所示,筒仓直径为6800mm ,直筒段高度为15600mm,锥段高度为4850mm,锥角为69.1°。
筒仓为槽钢箍和钢板焊接结构,筒仓壁厚由上至下依次为5、6、8和10mm,槽钢箍为槽钢20a;筒体由均布于φ6800圆周上的8根高7650mm 、直径φ426mm×12的焊接钢管支柱支承,支柱间斜撑为DN125×4焊接钢管,为保证筒仓出口螺旋安装,底层两面无斜撑。
基于ANSYS 的大型钢筒仓有限元分析颜伟泽(福建南方路机机械有限公司,福建 泉州 362021)摘要:详细阐述了钢筒仓仓壁的侧压力及摩擦力、风载荷和地震载荷等的计算方法,并基于ANSYS 建立了1000t 钢筒仓整体有限元模型,分析了在不同荷载工况下钢筒仓力学性能,对大型钢筒仓的设计及优化提供理论依据。
关键词:ANSYS;钢筒仓;数值计算;载荷中图分类号:TU398 文献标志码:A 文章编号:1671-0711(2019)06(上)-0161-032 荷载计算钢筒仓结构设计中,要求计算以下主要荷载:重力荷载、物料荷载、风荷载、地震荷载等。
大型军用方舱结构设计的有限元分析

大型军用方舱结构设计的有限元分析1. 引言随着电子计算机的迅猛发展,有限元分析技术在军用方舱的设计,尤其是在非标、异型、扩展等方舱的结构稳定性分析方面得到了广泛的应用,取得了显著的成效。
某大型军用方舱(以下简称方舱)属非标方舱,长×宽×高为6000 mm×3100 mm×2100 mm(军用标准方舱宽度的最大值为2438 mm),方舱内无隔墙,方舱自重不允许超标,这就为方舱的强度和刚度设计增加了难度。
为了保证该方舱能够在各种使用条件下,具有足够的强度和刚度满足使用要求,在方舱的结构设计完成后,必须对其进行应力分析。
本文的有限元计算是在大型通用分析软件IDEAS在SGI工作站上完成的。
2. 方舱的结构设计及载荷要求2.1 方舱的结构设计根据方舱的自重要求,结合工厂成熟的生产工艺装备特点,方舱仍采用大板式结构,整个舱体主要由六块夹层复合板、滑橇、铸钢角件和内、外角型件组装而成。
复合板为夹筋夹层结构,外蒙皮为硬铝合金板2A12-T4,内蒙皮为冷轧钢板Q235A,内、外蒙皮之间为硬质聚氨酯泡沫塑料。
方舱外形见图1。
为了保证该方舱有足够的强度和刚度,在结构设计中主要采取以下措施:a.在每块夹层板内增加圈梁。
圈梁采用抗扭性好的方形管材料,并与板内的加强筋可靠地连接在一起,形成骨架式夹层板。
b.底板的骨架材料采用优质碳素结构钢,以增加其抗弯性和承载性。
c.加大滑橇断面尺寸,并在滑橇内部沿长度方向增加V型加强筋,以增加滑橇的抗弯性能。
d.加大底板和侧板的聚氨酯发泡密度,在重量增加相对不多的情况下,能有效提高夹层板的机械性能。
2.2 方舱的载荷要求a.方舱应能够承受5000 kg的载荷。
b.方舱承载后,应满足空中吊运的要求。
c.方舱承载后,应能够承受3根直径为50 mm的滚杠上的支撑和移动。
考虑到实际中,3根滚杠有可能不会同时受力,为了安全,下面按2根滚杠进行计算分析。
3. 方舱的有限元分析根据方舱的载荷要求,需要按三种工况进行有限元分析:即平台支撑工况、整体起吊工况和整体滚杠工况。
某特种方舱骨架模型静力学分析

某特种方舱骨架模型静力学分析作者:朱家洪杨铖杨加春冯帆来源:《成都工业学院学报》2019年第03期摘要:某特种方舱为我军重要装备的运输栽体及任务执行时的承栽单元,方舱工作时顶部、底部、内部均有较大的集中交变栽荷,为此对方舱骨架的力学特性提出了一系列要求,需要在方舱骨架设计时在保证方舱内外各设备安装接口的前提下保证各部位的力学强度并进行校核。
主要就特种方舱骨架的静力学特性进行分析,主要工况有:运输、吊装、天线起竖等。
关键词:特种方舱骨架;静力学分析;运输工况;吊装工况;起竖工况中图分类号:TH12文献标志码:A 文章编号:2095-5383(2019)03-0011-05特种骨架方舱是我军大型电子设备的重要载体,方艙通常焊接为一体的笼式结构,底部与大型汽车底盘或方位转台连接,顶部安装有可起竖的大型天线系统,方舱内部为电子操控设备安装及人员操作空间,如图1所示。
这类产品没有标准的结构型式,通常根据所装载的天线与电子设备接口而专门设计。
而在一般的工程设计中仅需对方舱重要部位的结构进行简单力学计算,可以经典力学公式简化模型后计算,也可以由三维软件自带的数据包进行模型分析。
本项目由于系统装备价值较高以及作战环境的复杂性,方舱的安全性与可靠性在设计时显得特别重要,对于方舱受力起决定性作用的骨架模型需要从静力学和动力学两个维度进行全模型有限元分析校核,本文仅以静力学分析进行阐述。
1特种方舱骨架计算模型及材料数据方舱骨架几何实体模型如图2所示。
将方舱骨架进行有限元离散,得到的有限元计算模型见图3。
显示梁元的剖面以及几何偏心后,得到的有限元计算模型见图4。
2运输工况静力学分析1)载荷和约束考察在运输状态下,瞬间轴向2g过载和顶部天线7.800t的重力载荷联合作用下方舱骨架结构的强度和刚度问题。
方舱底面与回转机构连接的24个螺栓位置固支。
将天线质量等效成天线支座和支撑支座处的载荷如图5所示。
2)位移和应力运输工况下的方舱骨架的位移变形见图6。
方舱的结构设计及载荷要求

方舱的结构设计及载荷要求方舱,一听这个名字你是不是脑袋里就浮现出了一些白色的、简陋的、铁皮做的箱子?别急,今天我们就来聊聊这个方舱的结构设计,听起来是不是有点“高大上”?方舱可是个非常有用的家伙哦,它不仅仅是个简单的箱子,它有着非常严密的设计和载荷要求,差不多就像是你在挑选新家一样,不仅要美观,还得实用,不然一碰就塌,那可怎么办?你想啊,方舱的设计得像做数学题一样,得考虑到方方面面——从外面到里面,每一个角落、每一个接缝都不能马虎。
你要知道,这玩意儿可不仅仅是个放东西的地方,它是要承载人的生命安全、舒适度,甚至是一些重要物资的。
如果方舱的结构设计不合理,那它可能就像一座沙堡,风一吹就倒了。
这个结构要求可不是开玩笑的。
你想想,如果里面有一群医护人员和病人,如果地板没做好,那可就有点“出事了”。
所以,地板得够坚固,墙壁得够稳固,顶部也得抗压,不能一碰就裂,得能抗住一些外部的压力才行。
不仅如此,方舱的载荷要求也是非常重要的。
你要知道,方舱可不是一个只用来摆放几个小物件的地方,它可是要承载很多东西的,尤其是在医疗救援中,方舱里需要放很多设备、药品、甚至是一些治疗设备。
这些东西加在一起,重量可不轻,所以方舱的设计要特别注重负重能力。
就拿方舱里的床来说,医疗床可不是一般的床,它要足够坚固,还得具备一定的舒适性,否则长期使用对病人的身体也不好。
方舱的设计还得考虑到这些设备的放置和使用空间,得让每个人都能在有限的空间里活动自如,否则就像把一个大象装进了一个鸡蛋壳里,根本挤不下。
你是不是有点儿好奇,为什么方舱的设计这么复杂?其实很简单,就是为了应对各种复杂的情况。
比如说,如果有突发的自然灾害,方舱就得快速搭建,甚至还得具备抗风、防震的能力。
想象一下,外面风雨交加,而你坐在方舱里面喝着茶看着窗外的景象,完全不用担心屋顶会掉下来。
设计师们可没少花心思,除了考虑结构本身的稳固性,还得考虑到不同环境下的适应性。
万一有大雪,方舱顶得住不住?再来一点暴雨,它漏不漏水?这些都是要提前考虑清楚的。
vlgc舱段结构强度有限元分析方法

给出VLGC结构设计时需重点关注的关键区域及其支承结构支撑反力的分布特点。
关键词:VLGC ;舱段结构;主船体;独立液货舱;支承结构;有限元分析
中图分类号:U661.43
文献标志码:A
文章编号:1671-7953 (2020 )01-0061-07
目前LPG运输主要采用A型和C型独立液 货舱围护系统,其中超大型全冷式液化气船(very large gas carrier, VLGC)采用A型独立液货舱,该 类货物围护系统的设计温度由所载运的LPG货 品决定,通常不低于-55 °C[1]O VLGC由水密横 舱壁分割成若干货舱区域,每个区域内设置一个
对于第i个层压木结构,设心。砂为层压木的 压缩刚度,为环氧的压缩刚度,则层压木和 环氧合成的等效压缩刚度瓦为
K = jj =
;_ j + j _
___ 〔”。。心氐鈕/:_____
(])
^wood.i^1resin,i + ^resin.i^wood.i 式中:几砂为层压木的弹性模量;仗沁;为环氧的
A型独立液货舱,独立液货舱舱体作为低温液货 的主屏壁,与其相邻的主船体壳板作为完整的次 屏壁0。独立液货舱借助支承结构限制其各自 由度上的位移,尽管独立液货舱结构与主船体相 对独立,其参与主船体总变形的程度较低,但由于 液货舱通过支承结构与主船体连接,三者之间载
荷传递过程较为复杂。本文基于某84 000 m3 VLGC,探讨采用舱段有限元模型评估超大型全冷 式液化气船(VLGC)结构强度的方法。
式见图1,上、下部支承结构之间设置层压木和环 氧树脂连接以形成弹性支撑,进而使支承结构的 受力分布更加均匀。
1.1模型范围 VLGC舱段模型评估中间目标货舱的结构承
基于ANSYS_WorkBench大型整体舱段结构有限元分析.

基于ANSYS WorkBench大型整体舱段结构有限元分析作者:王华侨葛光远黄天曙摘要:本文利用ANSYS WorkBench 协同优化设计分析CAE环境,对航天常用大型薄壁整体铝合金舱段壳体结构的不同结构设计状态下的静强度、屈曲稳定性和振动模态进行了比较系统的分析。
并结合实例进行了说明,该整体舱段壳体结构系统分析结果为舱段壳体系列产品的结构设计与制造工艺可提供较好的参考借鉴作用。
关键词:ANSYS、协同设计、有限元分析、屈曲稳定性、振动模态、薄壁壳体1 前言ANSYS 公司是世界上最著名的CAE 公司之一,经过三十年多的发展,已经形成融结构、热、流体、电磁、声学为一体的大型通用有限元分析软件,是航空航天领域新一代最具代表性的仿真分析工具,传统结构有限元模拟分析的基本流程如下图1 所示。
这种应用有限元分析程序进行结构的应力分析的标准过程都是根据设计条件,用解析计算方法或根据经验值确定初始结构尺寸,按照该结构尺寸,用有限元程序建模、求解,再对得出的应力、刚度分析结果进行强度评定。
如果评定不合格则根据设计者的经验对初始尺寸进行修改,然后再次建模、求解,进行强度评定,如此反复,直至结果评定合格为止。
用这种方式存在设计周期长、需要进行工程试验来弥补求解的离散性等方面的不足。
图1 结构有限元模拟分析基本流程日益激烈的市场竞争已使工业产品的设计与生产厂家越来越清楚地意识到:能比别人更快地推出优秀的新产品,就能占领更多的市场。
为此,CAE 方法作为能缩短产品开发周期的得力工具,被越来越频繁地引入了产品的设计与生产的各个环节,以提高产品的竞争力。
应用基于协同结构设计优化法进行结构强度、刚度分析设计与以往的标准方法相比,具有设计周期短,设计人员工作工作量小,结构各部分结构尺寸通过优化方法确定,有利于避免材料的浪费等优点。
一个典型的CAE 优化过程通常需要经过以下的步骤来完成:(1)参数化建模:利用CAE 软件的参数化建模功能把将要参与优化的数据(设计变量)定义为模型参数,为以后软件修正模型提供可能。
大板侧拉方舱车身结构整体设计优化及有限元受力分析

大板侧拉方舱车身结构整体设计优化及有限元受力分析发表时间:2018-10-09T20:56:24.393Z 来源:《防护工程》2018年第16期作者:于洪德蔡文松[导读] 随着我国现代化科学技术不断的发展,大板侧拉方舱车行业也跟随着科学的脚步朝着低碳环保,舒适性和安全性以及车身重量减轻化的方向发展,为了满足这一类的需求天津中天高科防务技术有限公司天津 301700摘要:随着我国现代化科学技术不断的发展,大板侧拉方舱车行业也跟随着科学的脚步朝着低碳环保,舒适性和安全性以及车身重量减轻化的方向发展,为了满足这一类的需求,车身设计开发与制造工艺的新技术相继的出现,为大板侧拉方舱车行业的快速发展添加了新的动力。
本文基于对大板侧拉方舱大板侧拉方舱车车身设计及其制造工艺的新技术进行探究讨论,予以相关人员参考借鉴。
关键词:大板侧拉方舱车身;结构整体设计优化;有限元受力分析1前言随着我国大板侧拉方舱车饱有量的不断增大,新车型更换的周期也会越来越短,我国的大板侧拉方舱车市场竞争也是越发的激烈,现阶段和未来的大板侧拉方舱车工艺行业的发展面临着来自新能源大板侧拉方舱车和以环境保护为主的压力,大板侧拉方舱车工艺制造通过不断的技术创新和思维创新有效的提高大板侧拉方舱车性能以保障大板侧拉方舱车行驶时的舒适性以及安全性为主要设计理念,有效的降低大板侧拉方舱车油耗和减少可燃气体的排放也是现代化大板侧拉方舱车制造工艺所面临的一大挑战,提高资源利用效率加快产品的更换也是现在大板侧拉方舱车业发展的方向。
2白车身模态的控制2.1白车身开发流程白车身开发流程:白车身的开发一般来说在车身设计人员完成初版的设计3D数据后,由CAE人员建立有限元模型,完成模型的建立后进行白车身的模态分析。
试验同时对开发车型的基础车进行试验分析,在CAE计算和试验分析完成后进行相关性分析后,修正好有限元的模型,再对白车身的结构进行优化达到既定目标频率。
车身设计、CAE、试验要在不断的设计更改、计算、试验的一轮一轮的对车身进行优化,最终达到设计目标值。
军用方舱结构设计的有限元研究

142AUTO TIMEAUTOMOBILE DESIGN | 汽车设计军用方舱结构设计的有限元研究盛先莉安徽长安专用汽车制造有限公司 安徽省六安市 237010摘 要: 我国是一个爱好和平的大国,拥有着庞大的军事规模,在国际军事力量中排名第三。
我国军事力量的强大离不开各种军用设备武器的进步。
本文主要从有限元的基础上对军用方舱的结构设计进行研究。
关键词:有限元 军用方舱 结构设计1 军用方舱的功能分析军用方舱是军队中常用的新型装备,加强军用方舱的建设能够促进我国的军队实力的加强。
我国传统的军用方舱已经无法适应时代的需求,因此要对军用方舱的结构进行合理设计。
在军用方舱设计的过程中应该满足以下几个要求:(1)刚度、疲劳强度、抗腐蚀性能、安全性能以及使用寿命应该满足实际需求。
(2)军用方舱的体积较小,要为军用方舱内的工作人员提供充足丰富的日常用品以及战斗设备,工作环境应该符合安全舒适健康的标准。
(3)军用方舱在设计时应从不同军种的实际情况出发,例如,设计师在设计陆军的军用方舱时,要考虑到方舱的外观,防止军用方舱被敌军发现。
(4)军用方舱的保护层应使用防火防弹耐高温的材料,在战斗过程中保证军用方舱内的设备与指挥人员的安全。
2 新型军用方舱的总体设计在方舱结构设计过程中隔热性能、刚度、强度成为了关键。
我国的传统方舱一般有一到两个位于舱内或运载平台上的绕线盘,舱内色彩搭配颜色比较单一,容易使舱内的指挥人员产生压抑感。
舱内地面采用墨绿色的浇筑地板,没有采取防滑措施,工作人员在搬运设备时容易滑倒。
军用方舱内的显示器一般采用加固显示器,用于信号传输的天线水平安装在存放箱中。
座椅采用普通座椅或者折叠椅,工作人员在长期工作后容易腰部劳累。
传统的军用方舱的外表使用聚氨酯泡沫材料遇到高温易发生化学反应而遭到破坏。
3 军用方舱的载荷性能研究设计军用方舱时应从我国军事的实际情况出发,利用先进的加工方式进行加工。
军用方舱的外表呈长方体形状,长度为六米,宽度为三米,高度为两米五十厘米。
基于ANASY的CT方舱有限元建模与模态分析

基于ANASY的CT方舱有限元建模与模态分析白松;于宝国;范斌;丁辉;张永忠;樊毫军;侯世科【摘要】目的:利用计算机仿真技术对CT方舱结构进行模态分析,为方舱结构优化提供指导。
方法:利用ANSYS有限元分析平台,以CAD模型为基础,建立CT方舱的结构有限元模型,对模型进行模态分析并研究方舱结构的动力学特性。
结果:方舱结构模态避开了底盘系统的固有频率,避免了结构发生整体共振;第3阶和第4阶模态频率与发动机怠速频率接近,容易发生共振;路面不平度激励频率覆盖了舱体前6阶模态频率,建议进一步对CT设备支架采取减振措施。
结论:基于有限元基本理论,利用现有的软件平台,可以对方舱舱体结构进行仿真模态分析,分析结果可以为今后方舱结构优化、改善动力学特性提供重要依据。
%To perform modal analysis of CT shelter by applying computer simulation technology so as to pro-vide theoretical guidance for CT shelter structure optimization. Based on CAD model, the finite element model of a CT shelter was established with ANSYS simulation platform. Through modal analysis, different-order modal frequency and modal shape of the shelter were computed and the kinetic characteristics were evaluated. Low order modal frequency was kept away from the natural frequency range of chassis system resonance to avoid the overall structure reso-nance; the 3rd and the 4th modal frequency and engine idle speed frequency were very close so that local resonance might occur; road roughness excitation frequency covered the first 6 order modal frequencies and the further vibration-re-ducing measures of CT equipment were suggested. Based on the theories of finite element method and current software platform,modal analysis of shelter structure can be simulated and the results can provide valuable data for the improvement of kinetic characteristics and structure design.【期刊名称】《医疗卫生装备》【年(卷),期】2015(000)009【总页数】4页(P14-16,30)【关键词】有限元法;CT方舱;模态分析;动力学特性【作者】白松;于宝国;范斌;丁辉;张永忠;樊毫军;侯世科【作者单位】300162 天津,武警后勤学院附属医院救援医学研究所;300162 天津,武警后勤学院附属医院救援医学研究所;300162 天津,武警后勤学院附属医院救援医学研究所;300162 天津,武警后勤学院附属医院救援医学研究所;300162 天津,武警后勤学院附属医院救援医学研究所;300162 天津,武警后勤学院附属医院救援医学研究所;300162 天津,武警后勤学院附属医院救援医学研究所【正文语种】中文【中图分类】R318;R197.39基于有限元仿真的模态分析实际上是近似求解结构振动微分方程特征值的过程[1]。
一种大型屏蔽扩展侧舱结构有限元分析及优化

一种大型屏蔽扩展侧舱结构有限元分析及优化段玺;周远远【摘要】For the expandable electromagnetic shielding shelter, a large utilization area can meet more space requirement.However, the larger the size of the extended side module is, the higher the strength of the shelter is.Otherwise, the deformation of the side module will easily lead to the failure of the whole shelter screening effectiveness.Therefore, the finite element analysis to the structure of a large expansion side of a shelter is necessary firstly.In order to meet the needs of a certain project, a three-dimensional model of the side module with a length of more than 7 meters is first carried out.Then the finite element stress and strain analysis of the model is carried out.According to the analysis results, the structure of the side module is optimized and improved.The finite element analysis of the new model shows that the new structural strength meets the requirements.The analysis does not take into account the skin, foam and integrated design and other factors, the actual structural strength will be stronger, fully meet the practical requirements.%对于屏蔽扩展舱来说,更大的使用面积能够满足更多的空间需求,但扩展侧舱尺寸越大,要求侧舱强度越高,否则侧舱的变形很容易导致整舱屏蔽效能失效;因此,对于大型屏蔽扩展侧舱,应先对舱体结构进行有限元分析.某屏蔽扩展方舱项目的侧舱长7 m多,先对侧舱建立三维建模,然后对模型进行有限元应力应变分析.根据分析结果对侧舱结构进行优化改进,对改进后的侧舱再次进行有限元分析,结构强度满足要求.分析时没有考虑蒙皮、泡沫以及一体化设计等因素,实际结构强度会更强,并且方舱装配完成后,实际舱体变形更小,完全能够满足实际使用要求.【期刊名称】《新技术新工艺》【年(卷),期】2017(000)005【总页数】3页(P52-54)【关键词】屏蔽扩展方舱;有限元分析;结构优化【作者】段玺;周远远【作者单位】中国电子科技集团公司第二十八研究所,江苏南京 210007;中国电子科技集团公司第二十八研究所,江苏南京 210007【正文语种】中文【中图分类】TH123+.4扩展方舱平时可以同普通方舱一样,实现方便、快速地运输部署,且具有更大的使用面积,能够满足更多作业的空间需求,因此得到了越来越广泛的应用[1];但侧舱尺寸越大,侧舱受力时变形越严重,对侧舱的强度要求就越高,尤其对屏蔽扩展舱来说,侧舱与主舱之间间隙过大时会直接导致舱体无法收扩,影响屏蔽效能。
辅助穿脱医用防护装置方舱的设计与有限元分析

辅助穿脱医用防护装置方舱的设计与有限元分析宋泓炎;白金友;李鑫宇;杨雪东;刘阳海;张宇航;崔有正;侯昊良【期刊名称】《科学技术创新》【年(卷),期】2022()32【摘要】医用防护服的作用是隔离病菌、有害超细粉尘、酸碱性溶液、电磁辐射等,保证人员的安全和保持环境清洁^([1])。
防止飞沫飞溅到脸上就需要穿防护服的基础上再带上护目镜。
防护服还需要其他的配件,例如手套鞋套等。
这些东西全部穿脱一遍通常需要半小时左右,非常浪费时间。
而我们设计的辅助装置,可以根据不同身高,体型的医护人员,自动化识别,选择准确的尺码,并且在脱下防护服时,可以找到准确的位置,精准的帮助医护人员进行穿脱防护装置。
并且,使用过的防护装置,经过消毒后会自动回收到衣柜附带的垃圾箱内,避免给环境带来危害。
本装置可以辅助医护人员穿脱防护服,减少病毒传播的可能性,极大的节约时间。
在保障医护人员安全的同时,可以极大地提高更换医疗防护装置的效率,使医护人员可以更快的投入到救护病人的过程中[2]。
【总页数】4页(P161-164)【作者】宋泓炎;白金友;李鑫宇;杨雪东;刘阳海;张宇航;崔有正;侯昊良【作者单位】齐齐哈尔大学机电工程学院【正文语种】中文【中图分类】TH122;TS941.7【相关文献】1.医用X线诊断方舱放射防护的设计与实现2.大型军用方舱结构设计的有限元分析3.车载移动医用CT方舱在新型冠状病毒肺炎筛查中的研究设计4.方舱CT防护设计快速估算方法研究及防护监测分析5.方舱医院新型冠状病毒Omicron防控工作人员正确穿、脱个人防护装备的认知和技能现况调查因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
利用有限元计算方法优化KM6载人试验舱隔板结构

利用有限元计算方法优化KM6载人试验舱隔板结构
陈金明
【期刊名称】《航天器环境工程》
【年(卷),期】1995(0)4
【摘要】介绍了利用有限元计算方法来优化 KM6载人试验舱隔板的结构。
通过优化计算,减轻了载人试验舱隔板的质量,取得了良好的效果。
【总页数】6页(P45-50)
【关键词】有限元法;结构设计;优化设计
【作者】陈金明
【作者单位】北京卫星环境工程研究所
【正文语种】中文
【中图分类】V414
【相关文献】
1.载人试验舱的结构设计与有限元分析 [J], 陈金明;黄本诚;袁修干;王立;曹玉忠
2.KM6载人航天器空间环境试验设备 [J], 黄本诚
3.KM6载人宇宙飞船试验舱有限元分析 [J], 曹玉忠;卢泽生
4.全海深载人潜水器载人舱缩比结构模型试验研究 [J], 王芳;杨青松;胡勇;崔维成
5.KM6载人舱φ5m大门的结构设计 [J], 陈金明;黄威;王立
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
大型军用方舱结构设计的有限元分析
1. 引言
随着电子计算机的迅猛发展,有限元分析技术在军用方舱的设计,尤其是在非标、异型、扩展等方舱的结构稳定性分析方面得到了广泛的应用,取得了显著的成效。
某大型军用方舱(以下简称方舱)属非标方舱,长×宽×高为6000 mm×3100 mm×2100 mm(军用标准方舱宽度的最大值为2438 mm),方舱内无隔墙,方舱自重不允许超标,这就为方舱的强度和刚度设计增加了难度。
为了保证该方舱能够在各种使用条件下,具有足够的强度和刚度满足使用要求,在方舱的结构设计完成后,必须对其进行应力分析。
本文的有限元计算是在大型通用分析软件IDEAS在SGI工作站上完成的。
2. 方舱的结构设计及载荷要求
2.1 方舱的结构设计
根据方舱的自重要求,结合工厂成熟的生产工艺装备特点,方舱仍采用大板式结构,整个舱体主要由六块夹层复合板、滑橇、铸钢角件和内、外角型件组装而成。
复合板为夹筋夹层结构,外蒙皮为硬铝合金板2A12-T4,内蒙皮为冷轧钢板Q235A,内、外蒙皮之间为硬质聚氨酯泡沫塑料。
方舱外形见图1。
为了保证该方舱有足够的强度和刚度,在结构设计中主要采取以下措施:
a.在每块夹层板内增加圈梁。
圈梁采用抗扭性好的方形管材料,并与板内的加强筋可靠地连接在一起,形成骨架式夹层板。
b.底板的骨架材料采用优质碳素结构钢,以增加其抗弯性和承载性。
c.加大滑橇断面尺寸,并在滑橇内部沿长度方向增加V型加强筋,以增加滑橇的抗弯性能。
d.加大底板和侧板的聚氨酯发泡密度,在重量增加相对不多的情况下,能有效提高夹层板的机械性能。
2.2 方舱的载荷要求
a.方舱应能够承受5000 kg的载荷。
b.方舱承载后,应满足空中吊运的要求。
c.方舱承载后,应能够承受3根直径为50 mm的滚杠上的支撑和移动。
考虑到实际中,3根滚杠有可能不会同时受力,为了安全,下面按2根滚杠进行计算分析。
3. 方舱的有限元分析
根据方舱的载荷要求,需要按三种工况进行有限元分析:即平台支撑工况、整体起吊工况和整体滚杠工况。
有限元分析的流程为:选取单元、建立模型、定义约束条件、求解设置、求解运算、输出结果和分析汇总。
3.1 有限元模型的建立
根据方舱工程设计图的尺寸和结构形式,可对部分结构进行适当简化,将上边的电源门与下边的开关门合并,视为一扇大门,对其它尺寸较小的孔口的影响忽略不计。
根据方舱的结构特点,结构离散采用了梁单元和板单元,夹层板中的门框按梁单元考虑,其中梁单元8种,板单元1种,经过等刚度变换,将复合夹层板等效为15 mm厚的铝板,通过网络划分,共划分了7963个节点和13498个单元,其中梁单元11020个,板单元2478个。
结构离散图见图2。
3.2 约束条件的建立
a.平台支撑工况:平台的四个角限制方舱在X、Y、Z方向上的平移。
载荷均布在舱内地板上。
b.整体起吊工况:方舱顶部的四角为起吊位置,其中一角限制方舱在X、Y、Z方向上的平移,另外三个角只限制方舱在Z方向上的平移。
载荷均布在舱内地板上。
c.整体滚杠工况:方舱底部的3根滑橇与2根滚杠有6个点接触,这6个点限制方舱在X、Y、Z方向上的平移。
载荷均布在舱内地板上。
3.3 方舱组成材料的特性参数
方舱的外蒙皮材料为硬铝合金板2A12-T4,内蒙皮、滑橇材料为冷轧钢板
Q235A,由于采取了等刚度变换,内、外蒙皮之间的硬质聚氨酯泡沫塑料不予考虑。
材料的特性参数见表1。
3.4 计算结果及分析
a.平台支撑工况:其应力图见图3,变形云图见图4。
由图3看出,当舱内地板上均布5000 kg载荷时,其最大应力出现在底板的滑橇上,最大应力值为53.1 MPa,小于材料的屈服强度,在材料的弹性变形范围之内。
由图4看出,其最大位移发生在底板上,最大位移量为0.399 mm,变形量很小。
b.整体起吊工况:方舱的整体吊运,是为了便于方舱的装车运输。
在起吊过程中,方舱的受力状图5整体起吊工况应力图况和变形程度将直接影响到方舱的使用要求。
起吊工况的应力图见图5,变形云图见图6。
由图5、图6可知,配载后的起吊,其最大应力值为177 MPa,发生在底板的滑橇上,在材料的弹性变形范围之内;而其最大位移为20.5 mm,发生在底板的中心部位,文献[3]中对纵向刚度的要求是纵向挠曲不大于25 mm,因此,该工况最大位移满足电子行业军用标准。
c.整体滚杠工况:其应力图见图7,变形云图见图8。
由图7看到,在滚杠过程中,底板的滑橇上产生的应力最大,为225 MPa,虽然也在材料的弹性变形范围之内,但已接近材料的屈服强度,显然是由于滑橇与滚杠接触点处的压强增大所至。
由图8看到,在滚杠过程中,最大位移量为1.49 mm,发生在底板上,变形量较小。
为了便于比较,将三种工况下的最大应力和变形进行汇总,得表2。
a.由以上计算分析可知,在三种工况下,位移最大的工况是方舱的起吊工况,最大位移量为20.5 mm,符合相关标准,其余两种工况的位移量都很小;应力最大的工况是方舱的滚杠工况,最大应力值为225 MPa,在材料的弹性变形范围之内,其余两种工况的应力都较小。
因此,方舱的结构设计能够满足方舱的强度和刚度的要求。
b.从表2可以看到,起吊工况、滚杠工况的安全系数偏低,这里未考虑方舱内、外角形件和铸钢角件的加强作用,而且滚杠工况是按2根滚杠计算分析的。
c.该方舱的试验结果表明,其各项性能指标均达到了设计标准,完全符合使用要求,说明本文的有限元分析的结果合理、可信,同时也可为今后同类产品的研制设计提供一定的参考。