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有机玻璃观察窗的蠕变特性及数值模拟

论文摘要

传统的线弹性模型在模拟载人深潜器的有机玻璃（PMMA）观察窗蠕变变形时表现出严重的局限性,为解决这一问题,构建了Prony级数形式的线性黏弹性本构模型.采用质量缩放技术和等效时长方法加快了显式动力有限元计算过程,得出了稳定且与实验数据接近的计算结果.结果表明:在常温、高应力、逐步加压的作业环境下,PMMA在加载阶段就已经表现出黏弹性行为.因此,为了保证安全,必须要在整个加压-保载过程中考虑黏弹性效应.结合准静态加载的条件,采用显式动力学分析取代传统的静态分析,与PMMA黏弹性的时变特性相适应.此外,针对观察窗模型局部应力集中的问题,设置倒角可以有效降低局部应力,有限元计算时网格收敛性也更好.

论文目录

  • 1 观察窗蠕变的黏弹性特性
  •   1.1 PMMA的黏弹性力学模型
  •   1.2 Abaqus中的线性黏弹性
  •     1.2.1 适用条件
  •     1.2.2 数值计算
  • 2 观察窗加压-保载有限元模型
  •   2.1 有限元模型的建立
  •   2.2 定义接触和约束
  •   2.3 网格划分及收敛性分析
  • 3 有限元计算及实验结果比较
  •   3.1 线弹性模型
  •     3.1.1 线弹性模型的误差分析
  •     3.1.2 显式动力学计算的准确性和稳定性
  •   3.2 黏弹性模型
  •     3.2.1 黏弹性参数
  •     3.2.2 计算结果分析
  • 4 结论

    • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 郭大猷,黄小平,王芳

    关键词: 载人潜器,有机玻璃,观察窗,蠕变,黏弹性

    来源: 上海交通大学学报 2019年05期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 船舶工业

    单位: 上海交通大学高新船舶与深海开发装备协同创新中心,上海海洋大学上海深渊科学工程技术研究中心

    基金: 国家自然科学基金重点项目(51439004),国家自然科学基金面上项目(51679133)

    分类号: U674.941

    DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2019.05.001

    页码: 513-520

    总页数: 8

    文件大小: 3174K

    下载量: 172

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    本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/9614a67e7c9895e7aad3d7d6.html