通用大板式方舱结构设计与性能分析

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1、㈣煳幽UDC工学硕士学位论文学号Q毂!!Q22密级公五通用大板式方舱结构设计与性能分析硕士生姓名任新霞学科领域航空宇航科学与技术研究方向结构总体设计指导教师冯志刚副教授国防科学技术大学研究生院二oo八年十月国防科学技术大学研究生院工学硕士学位论文摘要方舱作为一种通用的设备装载平台，具有较强的机动性和环境适应性，日渐进入到更多的应用领域，因此迫切需要一套科学的理论和分析方法，来指导方舱的研制和生产。论文利用有限元技术对通用大板式方舱进行了结构性能研究。首先，采用经典迭层理论，分析了通用大板式方舱复合大板的拉伸、弯曲及扭转等力学性能；深入探讨了复合大板的建模方法，通过对比和

2、试验，表明直接选用线性层状结构单元符合复合大板的特性：根据方舱的结构特点，对其余的安装构件进行了简化，建立了方舱的有限元模型。其次，通过ANSYS软件进行了方舱的力学特性分析，主要讨论了方舱的四种使用工况，计算了方舱的结构强度和刚度，结果表明铝板——聚氨酯泡沫——铝板复合夹层大板的力学特性在方舱结构设计中发挥着重要的应用价值；通过方舱在不同结构参数下的模态分析计算，求出了方舱的固有频率；对方舱平跌落过程进行了仿真，结果表明方舱结构安全；将理论计算与试验数据进行对比分析，验证了计算方法的正确性，得出方舱的基本结构。最后，基于方舱特殊的环境使用要求，建立了方舱复合夹层大板传

3、热特性计算模型，计算了典型工况下不同结构方舱的保温性能，进一步完善了方舱的基本结构；分析方舱的电磁屏蔽原理，进行了方舱屏蔽效能的理论计算，校核方舱的基本结构。通过以上的分析、计算和校核，得出了满足不同承载要求的方舱结构设计基本思路，对提高方舱产品的技术水平具有借鉴意义。关键词：通用大板式方舱结构设计有限元ANSYS第i页国防科学技术大学研究生院工学硕士学位论文ABSTRACTAsanuniversalloadingcabin,theshelterhasstrongmobilityandenvironmentadaptability,thereforeitisgradua

4、llyappliedtomorefields．SoresearchOilstructuralcharactersofshelterandcompositelaminatedplatesneedssuitabletheoreticalinstructionintheprocessofitsdevelopmentandproduction．Thepaperstudiesstructuralcharactersofuniversalcompositelaminatedplatesshelterwiththeuseoffiniteelementmethod．Firstly,th

5、erigidityandstrengthperformancesuchastension，bend，torsionofcompositelaminatedplatesarecalculatedbyuseofclassicallaminationtheory,andthencompositelaminatedplatesmodelingmethodisanalyzed．Bycontrastandexperiment，directlinearitysamdwichelementisaccordedwithcharactersofcompositelaminatedplate

6、s．Accordingtostructuralcharactersofshelter,itsfiniteelementmodelisbuiltbynecessarysimplification．Secondly,shelter'smechanicscharactersisanalyzedbyuseofANSYSsoftware．Andonthebasisofdiscussingfourkindsofworkstations，resultsofcalculatingshelter’Srigidityandstrengthperformanceindicatethatcom

7、positelaminatedplatesconsistingoftwothinaluminiumfacesandafoamedplasticcoreisapplicablefordesignofshelterlaminate．Inthepaper,theshelterinherentfrequencyisobtainedwithitsmodalanalysisindifferentstructuralparameters．AndComputersimulationofshelterdropindicatesitsstructuralsa