射流載荷作用下薄板結(jié)構(gòu)加強(qiáng)筋仿脈序布局優(yōu)化研究.pdf

1、加筋板結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單，材料消耗少，以及強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好等一系列優(yōu)點，所以一直被廣泛的應(yīng)用于航天和船舶制造等相關(guān)領(lǐng)域。同時，由于加筋板結(jié)構(gòu)具有良好的力學(xué)特性，受到了各國科研人員的廣泛關(guān)注。目前，對加筋板結(jié)構(gòu)的研究工作主要集中于加筋板的靜力分析以及沖擊載荷作用下的動態(tài)響應(yīng)分析，在研究對象上以正交布筋方式的加筋板為主，對加筋板的振動聲輻射特性和布筋方式基于仿生原理的加筋板所展開的研究工作相對較少。因此，本文基于自然界中植物葉脈生長的力學(xué)規(guī)律

2、，建立了射流載荷作用下仿脈序加筋板的結(jié)構(gòu)振動模型和聲輻射優(yōu)化模型，經(jīng)過結(jié)構(gòu)優(yōu)化后得到最終合理的加強(qiáng)筋分布曲線。
　　首先，將氣泡射流載荷的形成原因和射流過程進(jìn)行了簡要的描述，對射流載荷作用結(jié)構(gòu)時的水錘壓力公式進(jìn)行了推導(dǎo)。運(yùn)用聲學(xué)基本理論建立了板殼結(jié)構(gòu)振動聲輻射模型，并進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)值驗證，并建立了射流載荷與結(jié)構(gòu)相互作用的耦合有限元模型。其次，設(shè)計了低壓電火花放電打火的氣泡射流實驗方案，在實驗的過程中采用了固壁在氣泡上端和固壁在氣泡下

3、端的兩種典型的工況，對不同爆距下的射流速度、射流載荷形狀和水錘壓力等基本常量進(jìn)行測量。利用邊界元法編程模擬氣泡射流時的動態(tài)過程，將數(shù)值結(jié)果與實驗值進(jìn)行對比論證。第三，將實驗獲得的射流載荷加以總結(jié)并簡化，將簡化后的射流載荷與加強(qiáng)筋仿脈序生長原理相結(jié)合，以板殼結(jié)構(gòu)振動聲輻射理論作為加強(qiáng)筋布局的優(yōu)化準(zhǔn)則，得到合理的加強(qiáng)筋分布曲線，并對不同“種子”分布方式的仿脈序加筋板進(jìn)行聲輻射對比分析。最后，將仿脈序生長的加筋板和實驗中測得的射流載荷建立有限