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大深度潛水器耐壓結構強度計算方法(精)

  • 作者：歐陽呂偉//葉聰//李艷青//李文躍//王琨|責編:崔雲
  • 出版社：國防工業
  • ISBN：9787118127652
  • 出版日期：2022/12/01
  • 裝幀：精裝
  • 頁數：317
人民幣：RMB 189 元      售價：元
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內容大鋼
    本書介紹了潛水器耐壓結構在大深度載荷下和中厚殼範圍內及採用不同高強度材料（包括鋼材和鈦、鋁合金）的強度計算方法。
    全書內容共分10章，重點論述了球殼、圓柱殼、圓錐殼、錐柱結合殼及開孔加強等結構的靜強度、穩定性（屈曲）和外壓極限強度計算的理論方法及相應的強度校驗等內容；同時還介紹了載荷安全係數的確定和可靠性分析、潛水器內壓容器的設計計算、高強度材料的應用、殼體加工初始缺陷分析等。
    本書的主要內容是作者多年來在中國船舶科學研究中心所獲得研究成果的總結，部分內容也反映了國內外其他研究單位的成果。本書可供相關專業技術人員使用，也可作為高等院校相關專業教師和研究生的參考書。
作者介紹
歐陽呂偉//葉聰//李艷青//李文躍//王琨|責編:崔雲
目錄
第1章  概述
  1.1  潛水器耐壓結構形式及基本特點
    1.1.1  潛水器耐壓殼體外形
    1.1.2  潛水器時壓結構形式
    1.1.3  大深度潛水器耐壓結構的基本特點
  1.2  海洋環境對結構的影響及作用在耐壓結構上的載荷
    1.2.1  海洋環境主要物理特性及對結構的影響
    1.2.2  作用在耐壓結構上的載荷及其特徵
  1.3  強度計算方法的一般要求及說明
    1.3.1  強度計算方法適用範圍及其說明
    1.3.2  載荷安全係數的定義與取值
    1.3.3  結構設計外載和計算壓力的確定
    1.3.4  強度控制要求
    1.3.5  耐壓殼體加工製造的基本要求
    1.3.6  耐壓試驗及試驗壓力的確定
  參考文獻
第2章  大深度耐壓殼體材料及應用分析
  2.1  高強度耐壓結構材料及一般要求
    2.1.1  潛水器耐壓殼體的主要用材分析
    2.1.2  耐壓殼體材料的一般要求
  2.2  高強度材料的物理非線性修正係數Cs曲線
    2.2.1  高強度材料拉伸試驗曲線的三參數方程
    2.2.2  基於三參數方程和模量理論的Cs曲線
    2.2.3  基於彈塑性理論計算的Cs曲線
    2.2.4  Cs曲線擬合公式的建立及應用說明
  2.3  高強度材料安全係數
    2.3.1  材料屈服強度安全係數的取值及影響因素
    2.3.2  材料抗拉強度安全係數的取值及分析
  2.4  鈦合金材料的蠕變特性分析
    2.4.1  蠕變壓縮試驗曲線
    2.4.2  初始蠕變階段的蠕變本構關係
    2.4.3  穩態蠕變階段的螺變本構關係
  參考文獻
第3章  載荷安全係數的確定與可靠性計算分析
  3.1  結構安全性和安全係數確定方法
    3.1.1  結構安全性的基本要求
    3.1.2  結構安全性的可靠性保障
    3.1.3  安全係數確定方法及數學表達
  3.2  安全係數諸因素分析及數理統計確定
    3.2.1  安全係數主要因素分析及隨機數值特徵
    3.2.2  安全係數的數理統計確定
    3.2.3  載荷安全係數及其因素與下潛深度的關係分析
  3.3  可靠性安全係數的計算分析
    3.3.1  安全係數的可靠性分析
    3.3.2  按應力強度進行可靠性安全係數計算
    3.3.3  按實際臨界壓力進行可靠性安全係數計算
  3.4  結構安全性的可靠性計算及安全係數的概率特性分析
    3.4.1  環肋圓柱殼的失效模式和狀態方程
    3.4.2  可靠性指標和失效概率計算
    3.4.3  可靠性安全係數的概率特性分析

  參考文獻
第4章  大深度球殼結構
  4.1  厚球殼的基本方程和強度計算簡化公式
    4.1.1  球坐標下的基本方程和應力計算公式
    4.1.2  厚球殼強度計算公式的適用性分析
    4.1.3  建立適用於中厚殼應力計算的簡化公式
  4.2  大深度球殼承載的屈曲計算
    4.2.1  球殼彈性失穩理論公式和應用
    4.2.2  大深度耐壓球殼屈曲公式的建立
  4.3  球殼極限強度失效與有限元擬合公式分析及比較
    4.3.1  球殼極限強度分析及應用
    4.3.2  基於屈服強度的有限元擬合方程
    4.3.3  基於抗拉強度的有限元擬合方程
    4.3.4  球殼承載能力理論計算公式的比較
  4.4  大深度耐壓球殼的中面應力關係及應用
    4.4.1  大深度載荷下的中面應力關係
    4.4.2  應用關係曲線進行大深度耐壓球殼的初步設計計算
  4.5  整球殼模型超高外壓下極限強度失效模式檢測分析
    4.5.1  應力-應變測試及應變片壓力效應的消除
    4.5.2  極限強度壓力下球殼變形測試結果分析
    4.5.3  球殼極限強度失效模式分析
  參考文獻
第5章  圓柱殼強度及初撓度影響分析
  5.1  環肋圓柱殼強度計算及鈦、鋁材料中厚殼適用性分析
    5.1.1  圓柱殼彎曲微分方程及其解
    5.1.2  關鍵部位位移和應力及中面力的計算
    5.1.3  鈦材和鋁材中厚殼應力近似計算的適用性分析
  5.2  考慮內、外肋骨配置的環肋圓柱殼強度計算及其簡化方法
    5.2.1  考慮內、外肋骨配置的計算力學模型及求解
    5.2.2  內、外肋骨和殼板應力計算
    5.2.3  「精確解」與現行規範計算方法比較
    5.2.4  內、外肋骨翼板應力計算簡化公式與比較
  5.3  圓柱殼與艙壁（封頭）連接邊緣強度計算
    5.3.1  圓柱殼與球形封頭連接部位應力分析及設計說明
    5.3.2  圓柱殼與剛性平封頭連接處殼體應力分析及改善措施
    5.3.3  圓柱殼與艙壁或框架強肋骨連接處殼板應力計算分析
  5.4  初始缺陷對圓柱殼強度的影響及超差加強分析
    5.4.1  初撓度殼板應力近似計算與強度許用標準關係
    5.4.2  初撓度殼板應力計算及與結構和材料參數的關係
    5.4.3  肋骨初撓度對強度和承載能力的影響分析
    5.4.4  不同材料殼體初撓度許用標準及超差加強分析
  參考文獻
第6章  圓柱殼承載能力及優化計算
  6.1  環肋圓柱殼穩定性理論方程
    6.1.1  環肋圓柱殼的失穩模態
    6.1.2  環肋圓柱殼穩定性理論方程分析及應用
  6.2  單跨圓柱殼屈曲承載能力計算方法
    6.2.1  短、中、長殼體理論臨界壓力計算簡化公式
    6.2.2  圓柱殼體實際臨界壓力計算及幾何非線性修正分析
    6.2.3  單跨圓柱殼屈曲計算方法比較及長殼模型試驗驗證

  6.3  考慮內、外肋骨配置的總體穩定性計算方法
    6.3.1  考慮內、外肋骨配置的穩定性計算方程和簡化公式
    6.3.2  總體穩定性實際臨界壓力計算校驗和模型試驗比教
  6.4  圓柱殼極限強度承載能力計算分析
    6.4.1  環肋圓柱殼極限強度計算及簡化公式
    6.4.2  單跨圓柱殼極限強度失效與判別分析
    6.4.3  美國ABS規範中的圓柱殼極限強度計算方法分析
  6.5  提高總體穩定性的方法和環肋圓柱殼優化計算
    6.5.1  提高總體穩定性（承載能力）的方法
    6.5.2  環肋圓柱殼的優化計算
  參考文獻
第7章  圓錐殼和錐柱結合殼結構
  7.1  圓錐殼和錐柱結合殼的應力計算
    7.1.1  環肋圓錐殼的應力計算校驗
    7.1.2  錐柱結合殼的應力計算校驗
  7.2  圓錐殼穩定性計算
    7.2.1  考慮內、外肋骨影響的艙段總體穩定性公式
    7.2.2  單跨圓錐殼體局部穩定性計算公式
  7.3  錐柱結合殼塑性極限壓力分析及其簡化公式
    7.3.1  凸錐柱結合殼極限壓力計算簡化公式
    7.3.2  凹錐柱結合殼極限壓力計算簡化公式
  7.4  帶錐柱結合殼艙段總體穩定性的近似計算方法
    7.4.1  帶凸錐柱結合殼總體穩定性的近似計算方法
    7.4.2  凹錐柱結合殼艙段總體穩定性的近似計算方法
    7.4.3  凹錐柱結合殼總體穩定性孤立肋骨錐環簡化計算方法
  參考文獻
第8章  耐壓結構開口加強
  8.1  圓柱殼開孔加強應力集中係數計算方法
    8.1.1  圓柱殼正交開孔微分方程及其近似解
    8.1.2  圓柱殼開孔圍壁加強應力集中係數計算方法
    8.1.3  圍壁和厚板組合加強應力集中係數近似計算
    8.1.4  圓柱殼大開孔應力集中係數的計算及強度分析
  8.2  球殼開孔加強應力集中係數計算及方法完善
    8.2.1  球殼開孔圍壁加強應力集中係數計算方法
    8.2.2  圍壁和厚板組合加強應力集中係數計算方法的完善
    8.2.3  球殼開孔加強區域的應力計算及說明
  8.3  圓柱殼和球殼開孔加強承載能力近似計算方法
    8.3.1  圓柱殼開孔區承載能力的近似計算方法
    8.3.2  球殼開孔區承載能力近似計算公式的建立
  8.4  球殼開孔錐台形加強應力和承載能力近似計算及有限元分析
    8.4.1  錐台形加強圍壁截面的等面積幾何變換
    8.4.2  球殼開孔應力和承載能力近似計算及試驗應力檢測分析
    8.4.3  球殼開孔強度和承載能力的有限元分析
  參考文獻
第9章  鋁合金材料的耐壓結構
  9.1  鋼製和鋁製規範中的外壓容器計算方法比較
    9.1.1  兩規範內力計算曲線圖的比較
    9.1.2  針對不同材料非線性修正的外壓力計算曲線圖
    9.1.3  鋁製和鋼製規範壓力計算值的比較分析
  9.2  壓力容器與潛水器規範穩定性計算方法對比分析

    9.2.1  圓柱殼失穩理論臨界壓力計算公式比較
    9.2.2  正圓形圓柱殼實際臨界壓力計算比較
  9.3  潛水器耐壓結構採用鋁合金材料的設計計算方法
    9.3.1  鋁材結構穩定性計算非線性修正係數的確定
    9.3.2  潛水器鋁合金耐壓結構的穩定性計算方法
    9.3.3  殼體強度計算許用應力的匹配分析
  9.4  鋁製圓柱殼結構的設計計算和模型試驗驗證
    9.4.1  鋁製結構的設計計算
    9.4.2  計算方法的模型試驗驗證和應用說明
    9.4.3  鋁合金長圓柱殼的環肋加強
  參考文獻
第10章  潛水器內壓容器強度設計計算
  10.1  壓力容器的設計準則和失效模式分析
    10.1.1  壓力容器失效的不同階段及設計觀點
    10.1.2  各失效準則分析及其基本理論公式
    10.1.3  強度失效模式及應力分類控制
    10.1.4  應用準則公式分析外壓殼體極限強度和壓力估算
  10.2  潛水器內壓容器載荷係數分析
    10.2.1  潛水器海上吊放環境中內壓容器的載荷係數
    10.2.2  盛裝壓縮氣體的內壓容器的載荷係數
  10.3  潛水器內壓容器強度設計計算公式及設計說明
    10.3.1  球、柱殼結構強度計算公式分析
    10.3.2  各類封頭強度計算公式分析及開孔補強
    10.3.3  潛水器內壓容器強度設計計算說明和建議
  參考文獻
附錄A  潛水器殼體加工容差檢測參考值
附錄B  結構可靠性計算方法簡介
附錄C  環肋圓柱殼採用鈦合金、鋁合金的強度簡化計算比較算例
附錄D  考慮初撓度影響的環肋圓柱殼應力和極限承載能力計算分析

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