家用救生艙的優(yōu)化設(shè)計(jì)與性能分析.pdf

1、家用救生艙作為一種在突發(fā)事故中的避難設(shè)施，可以為避難人員提供一個(gè)安全可靠的空間，有效抵御來(lái)自外界的傷害。家用救生艙的艙體作為主體結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和抗震性能是研究中的重中之重。本文首先介紹了國(guó)內(nèi)外關(guān)于救生艙的研究背景和理論研究進(jìn)展，并且在此基礎(chǔ)上對(duì)家用救生艙進(jìn)行了設(shè)計(jì)、優(yōu)化和抗震性能的分析。
　　本文首先結(jié)合結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析結(jié)果對(duì)家用救生艙的艙體進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)。對(duì)初步設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)再次運(yùn)用有限元軟件進(jìn)行靜態(tài)剛度與強(qiáng)度的分析，通過(guò)靜力學(xué)分析

2、獲得了該結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和變形云圖，然后對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析與評(píng)價(jià)，得到艙體在受0.1MPa壓力時(shí)的最大形變量發(fā)生處和最大應(yīng)力集中處，為后續(xù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中的參數(shù)設(shè)置提供依據(jù)。
　　其次，在結(jié)構(gòu)靜力學(xué)的分析基礎(chǔ)上對(duì)家用救生艙艙體進(jìn)行優(yōu)化分析。根據(jù)優(yōu)化設(shè)計(jì)的原理和家用救生艙的實(shí)際情況建立數(shù)學(xué)模型，確立目標(biāo)函數(shù)、狀態(tài)變量以及約束條件。利用Pro/E與AWE協(xié)同仿真優(yōu)化，分析不同變量對(duì)于家用救生艙艙體的最大位移形變、最大應(yīng)力和質(zhì)量的影響。在對(duì)艙體結(jié)構(gòu)

3、的尺寸優(yōu)化后，對(duì)比優(yōu)化前后的力學(xué)性能，結(jié)果表明其剛度和強(qiáng)度都有所提高。
　　然后，利用結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)中的模態(tài)分析和瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析方法對(duì)優(yōu)化前后的家用救生艙的艙壁結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值分析計(jì)算，并對(duì)比結(jié)果，分析優(yōu)化對(duì)其抗震性能的影響。通過(guò)模態(tài)分析得到了家用救生艙的自振頻率，對(duì)其結(jié)構(gòu)優(yōu)化后可以避開(kāi)一般地震波的頻率，防止共振危害的發(fā)生;通過(guò)瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析，模擬地震載荷加載到救生艙上時(shí)的情況，利用優(yōu)化結(jié)構(gòu)有效減小艙體在地震載荷下的加速度和位移形變。