飛艇貨艙強度計算

1、 飛艇貨艙強度計算 摘要：為了研究飛艇貨艙強度，進行了貨艙的靜力學仿真分析計算，通過仿真計算結(jié)果分析，貨艙的結(jié)構(gòu)設計滿足強度要求，對后續(xù)飛艇的裝卸平臺設計有一定的指導意義。關(guān)鍵詞：飛艇，貨艙，靜力學，強度1 概述飛艇作為一種特殊的物流方式，其優(yōu)點除成本低、載貨量大、適宜遠距離運輸?shù)葍?yōu)點外，還能適應各種特殊場景的使用需求【1-4】。為能夠充分發(fā)揮飛艇的優(yōu)勢特點，適應各類型貨物的裝卸和運輸投送，針對典型裝載貨物，貨艙的設計尤為重要。2 貨艙結(jié)構(gòu)模型分析某飛艇貨艙需滿足最大載貨量40t貨物的承載要求外，需滿足便于裝卸、自動固定、輕量化設計等要求，還需考慮與水壓艙物管理系統(tǒng)的動態(tài)平衡管理。貨艙設計結(jié)構(gòu)

2、示意圖見圖1。貨艙外廓尺寸（16m14m2.5m），貨艙材料采用7a04，系高強度合金，重量輕，耐腐蝕，焊接性能好等優(yōu)點，屈服應力不低于400mpa，貨艙主梁及立柱采用150mm150mm10mm的管材，輔梁采用50mm50mm5mm的管材，壓艙物采用12個水箱承載，每個承載水箱布置在貨艙上，每個水箱承載5.5t，累計最大承載66t。圖1 貨艙結(jié)構(gòu)示意圖3 強度計算結(jié)果分析依據(jù)catia模型建立有限元計算模型，整個模型共計單元2850，節(jié)點2621。在貨艙底部主梁外側(cè)吊點位置施加固定約束，分別按水箱滿載40t和貨物滿載40t分別進行仿真計算。3.1 水箱滿載60t以12處吊點為固定約束點，在水

3、箱布置的12處承載點各施加3.33t載荷。圖2 有限元計算模型經(jīng)過有限元模型計算得到最大軸向應力出現(xiàn)在前后桿，貨艙的最大復合應力為171mpa。整個貨艙變形最大位置位于左右中間欄桿處，最大變形為102mm。圖3 貨艙應力云圖 圖4 貨艙變形云圖3.2 貨物滿載60t以12處吊點為固定約束點，在貨物裝載處均布施加40t載荷。圖5 有限元計算模型經(jīng)過有限元模型計算得到最大復合應力為195mpa。整個貨艙變形最大位置位于中間桿處，最大變形為131mm。圖6 貨艙應力云圖 圖7 貨艙變形云圖4 小結(jié)本文通過仿真計算得到了飛艇貨艙的應力和變形，可以為后續(xù)飛艇裝卸平臺的設計提供技術(shù)參考。參考文獻1 飛艇技術(shù)概論m. 國防工業(yè)出版社，甘曉華，郭穎編著 20052現(xiàn)代重載飛艇發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢j. 閆峰， 黃宛寧， 楊燕初， 祝榕辰. 科技導報. 2017(9)3.楊秋萍，席德科. 飛艇技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢j. 航空制造技術(shù)，2010(19): 78-