家用救生艙的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、本文在總結(jié)家用救生艙國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，參考礦用救生艙的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了兩種新型的家用救生艙形式:拱形艙和多邊形艙，并提出一種新的艙門鎖緊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。然后利用有限元理論對艙體和艙門結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力學(xué)分析，在此基礎(chǔ)上對艙體和艙門結(jié)構(gòu)按照MOGA多目標(biāo)遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì);通過對地震災(zāi)害的研究基礎(chǔ)上，對艙體承受重物跌落沖擊能力和自身高空跌落進(jìn)行動力學(xué)響應(yīng)分析;利用AUTODYN的歐拉-拉格朗日耦合算法對廚房燃?xì)獗▎栴}進(jìn)行求解，并利用得出的

2、沖擊波曲線進(jìn)行艙體爆炸沖擊分析;最后通過對火災(zāi)發(fā)展規(guī)律的研究，對艙體的防火能力和隔熱能力進(jìn)行設(shè)計(jì)與分析，利用標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)升溫曲線對艙體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了瞬態(tài)傳熱分析，改進(jìn)了隔熱結(jié)構(gòu)。論文的主要研究工作和內(nèi)容有:
　　(1)本文首先設(shè)計(jì)了兩種適用于家用環(huán)境的救生艙結(jié)構(gòu):拱形艙體結(jié)構(gòu)（A型）和多邊形艙體結(jié)構(gòu)（B型），利用ANSYSWorkbench的靜力學(xué)模塊;采用18MnMoNbR和玻璃鋼材料對兩種艙體進(jìn)行0.3MPa壓力分析，得到艙體的應(yīng)力、

3、變形分布和法蘭處螺栓受力分布，討論了兩種艙體適用場合;針對家用救生艙的特點(diǎn)設(shè)計(jì)一種拱形艙門，分析了幾種常用的鎖緊方式的應(yīng)用，并提出一種新型艙門鎖緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，并對艙門進(jìn)行理論校核和有限元靜力分析，通過艙門的模態(tài)分析，驗(yàn)證了靜力分析的有效性。
　　(2)其次在靜力分析的基礎(chǔ)上利用Workbench的DOE模塊提供的MOGA方法對拱形艙體和艙門簡化結(jié)構(gòu)進(jìn)行了多參數(shù)優(yōu)化分析，分析了各主要參數(shù)對艙體和艙門應(yīng)力和變形的影響，找出了改進(jìn)優(yōu)化

4、方案。
　　(3)接著對拱形艙體結(jié)構(gòu)的耐重物沖擊能力和抗跌落能力進(jìn)行了LS-DYNA動力學(xué)分析，得出了艙體沖擊狀態(tài)下的應(yīng)力和變形分布情況，并對艙體的緩沖系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出設(shè)計(jì)方案，分析了泡沫鋁緩沖支撐對艙體的跌落緩沖作用;并對艙內(nèi)著落緩沖方案做了探討。
　　(4)利用AUTODYN軟件的歐拉-拉格朗日耦合算法對救生艙安放環(huán)境房間的燃?xì)獗ㄗ隽四M，得出了房間內(nèi)部壓力流場歷史和救生艙的合理安放位置，并得出房間內(nèi)簡化爆炸壓力曲線，利用

5、該曲線做了艙體整體模型的抗爆沖擊分析，得到了艙體的模型的應(yīng)力、變形響應(yīng)云圖，驗(yàn)證了艙體結(jié)構(gòu)的抗爆能力。
　　(5)最后分析了家用救生艙的熱防護(hù)能力，并對其表層防火設(shè)計(jì)和隔熱層設(shè)計(jì)做了深入探討，并采用標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線對艙體的簡化結(jié)構(gòu)進(jìn)行了瞬態(tài)熱分析，對有無防火涂層，加強(qiáng)筋內(nèi)置和外置幾種情況分別做了分析，得出艙體內(nèi)壁溫度變化曲線，得出外置方案隔熱性能更好，為家用救生艙隔熱防護(hù)提供理論依據(jù)。
　　綜上所述，本文完成了家用救生艙的基本結(jié)