基于流固耦合技術(shù)的某筒蓋系統(tǒng)阻尼器降載方案及參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、水下工作的某產(chǎn)品特定結(jié)構(gòu)筒蓋系統(tǒng),在工作后的常規(guī)檢查中,發(fā)現(xiàn)其聯(lián)接螺栓由于沖擊載荷的影響發(fā)生了斷裂,給整個系統(tǒng)造成了很大的安全隱患。本文以該問題為出發(fā)點(diǎn),通過理論分析,構(gòu)造相關(guān)數(shù)學(xué)模型,并利用CAE軟件進(jìn)行模擬仿真,得出了較理想的結(jié)果,為解決這一類問題找到了一條途徑,對相關(guān)的設(shè)計、研發(fā)具有較大的理論意義和實(shí)際價值。
　　首先,本文以流固耦合理論為基礎(chǔ),對筒蓋系統(tǒng)中的流體與各部件的相互作用建立了相關(guān)的數(shù)學(xué)模型,并得到流體和筒蓋結(jié)構(gòu)間

2、的控制方程,從理論上分析了筒蓋系統(tǒng)在工作當(dāng)中破壞力的來源以及螺栓發(fā)生斷裂的關(guān)鍵原因。之后,借助于CAE軟件MSC.Patran進(jìn)行筒蓋系統(tǒng)的建模,利用MSC.Dytran進(jìn)行流固耦合分析,在軟件上還原筒蓋系統(tǒng)真實(shí)的工況環(huán)境,直觀的反映出在強(qiáng)大的沖擊載荷并伴隨流固耦合作用下,筒蓋系統(tǒng)瞬時發(fā)生了明顯的塑形變形。結(jié)果顯示,筒蓋系統(tǒng)在水下受外載荷激勵作用時,由于受附連水的影響,其系統(tǒng)固有頻率接近外載荷頻率,發(fā)生了受迫共振?；谶@一作用機(jī)理,本文

3、提出了通過增加阻尼器進(jìn)行降載的優(yōu)化方案,并利用MSC.Dytran對該方案進(jìn)行模擬仿真。通過對比不同參數(shù)阻尼器的降載效果,得到了降載效果最佳的阻尼器參數(shù)范圍。結(jié)論表明,筒蓋系統(tǒng)的聯(lián)接螺栓可以用普通螺栓來替換原方案的高強(qiáng)度螺栓,并保證了整個系統(tǒng)的安全性。
　　在此過程中,本文還討論了筒蓋系統(tǒng)流固耦合模型的幾種校核方法以及求解其干、濕模態(tài)的研究方法,考慮了阻尼器化簡模型的建模和連接方式。結(jié)果表明,采用阻尼器進(jìn)行降載的方案能有效的將載荷