针对现有民用压力舱体存在质量过大,在模拟不同工况时因刚强度不足而发生失效,结构安全性较低的问题,这里以休闲舱结构为研究目标,深入研究其结构的静动态性能。通过构建多目标函数模型并在HyperMesh软件中定义,进行静动态拓扑优化,并获取舱体的单元密度图,分析确定其薄弱区域,同时对休闲舱加强筋结构重新布局并建模;为实现结构轻量化目标,通过构建尺寸优化的函数模型,对各区域加强筋和舱体壁面厚度参数进行优化。优化结果显示优化后的休闲舱质量减少11.58%,前三阶固有频率分别提高了8.06%、8.34%、9.68%,最大变形量减少0.633mm,最大等效应力降低10.8MPa,在提高舱体结构安全性的同时实现了一定程度的轻量化。

训练舱舱体作为低压模拟设备的结构支撑,其主要破坏形式是由于舱体壁承受的压差载荷,加剧了应力集中部位的疲劳损伤,从而导致结构部分失效。针对负压大型舱体结构的疲劳损伤问题,以企业某型低压舱为原型,创建包括内加强筋、过渡舱在内的几何模型,进行了静力学和动力学分析,确保结构设计的合理性;同时,采用三点雨流法统计并获取对应的循环载荷谱;选择Goodman方程进行平均应力的修正,提高预测的准确性;最后,利用舱体材料的S-N曲线和Corten-Dolan法则,对其结构进行疲劳寿命预测分析,获取了危险单元部位在对应循环载荷作用下的循环次数、疲劳损伤和雨流矩形图。仿真结果表明:疲劳损伤严重部位的损伤值为1.018×10-5,局部可循环次数为9.822×104次,预计可使用寿命达15年左右;由雨流矩形图可知,平均应力主要集中在202.1~281.7 MPa之间,最大应力幅为211.8 MPa,...