引信贮液瓶结构屈曲分析与冲击特性研究

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本文在回顾和研究薄壁结构的屈曲与冲击动力学理论的基础上,对某引信电源贮液瓶体在工程上遇到的稳定性和冲击问题进行了深入的理论分析与工程研究。 利用MSC.Patran为前后处理平台建立某引信电源贮液瓶体结构模型,分别对圆柱形薄壳体在轴向均布载荷作用下的线性屈曲及带凹槽结构圆形底板在集中力载荷下的非线性屈曲进行了分析。运用MSC.Nastran求解器计算了薄壁圆柱壳在轴向压力作用下的临界载荷、屈曲模态及薄底板在集中载荷作用下的非线性屈曲问题。 在研究贮液瓶体结构线性屈曲过程中,通过提取使线性系统刚度矩阵奇异的特征值来获得圆柱壳结构的临界屈曲载荷及屈曲模态。在考虑到加载过程中非线性因素影响的情况下,利用MSC.Nastran非线性屈曲分析求解序列SOL106得到带凹槽结构圆形底板的载荷-位移和位移-等效应力曲线等。 考虑到引信贮液瓶工作的特点,本文随后着重研究了典型工况下贮液瓶体结构的冲击特性,并得到一系列在工程运用上有一定参考价值的结果。 首先用MSC.Patran为前后处理平台建立贮液瓶体结构冲击模型,在改变形状、载荷及冲击距离等情况下,研究瓶体对不同冲击载荷的动力学响应特性。 利用MSC.Dytran为求解器对贮液瓶体结构进行抗冲击特性及动力学瞬态响应研究,并对计算结果做了进一步分析。结果表明,瓶底凹槽边缘区域是载荷敏感区,塑性变形更容易在此发生;瓶底未被冲击破坏的情况下,冲击应力峰值随冲击距离和加速度的增加而增大,但当凹槽厚度增加较大时,冲击距离的改变对应力峰值的变化趋势没有显著影响。
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