带肋圆柱壳结构强度分析：有限元法的应用

"这篇文章是2008年发表在《河南科技大学学报：自然科学版》上的科研论文，主要探讨了基于有限元法的带肋圆柱壳结构的强度分析。作者通过对这种结构进行详细的有限元模拟，研究了跨中和肋骨根部的应力分布，发现第3主应力的绝对值在特定位置最大，即TBMAX3和BLMAX3。这些值随着网格单元尺寸的减小而增加，但当尺寸减小到一定程度后趋于稳定。该研究对于带肋圆柱壳结构的强度评估和设计具有指导意义。" 在带肋圆柱壳结构的设计和分析中，有限元法是一种常用且有效的工具。它能够将复杂的结构分解成无数个微小的元素，然后对每个元素进行简单的数学处理，从而得到整个结构的受力和变形情况。在本文中，作者于英霞和张伟通过ANSYS软件构建了带肋圆柱壳的有限元模型，关注点在于不同网格细化程度对计算结果的影响。 研究表明，对于跨中区域，外表面上的TBMAX3（第3主应力的绝对值）是最大的应力指标，而在肋骨根部，内表面的BLMAX3起主导作用。这表明在评估此类结构的强度时，这两个参数是关键的考虑因素。值得注意的是，当网格单元尺寸逐渐减小，TBMAX3和BLMAX3的数值会增大，这是因为更精细的网格能更准确地捕捉局部应力集中。然而，当单元尺寸分别减小到160毫米和20毫米时，这两者的数值趋向于稳定，这为实际工程应用中确定适当的网格尺寸提供了参考。 带肋圆柱壳结构常用于潜艇耐压船体等工程，其承载能力对于潜艇的极限潜深至关重要。因此，对其结构强度的精确分析对于确保安全性和可靠性至关重要。有限元分析方法在处理复杂结构时，相比传统的手算方法，可以显著减少工作量并提供更准确的结果。 本文的贡献在于通过实证研究揭示了带肋圆柱壳结构在不同网格分辨率下的应力分布规律，为工程设计提供了理论支持。通过调整有限元模型的网格密度，工程师可以根据需要平衡计算精度和计算成本，以达到最佳设计效果。这项工作对于推动结构工程领域的科技进步，特别是在大型复杂结构的设计和优化中，具有重要的参考价值。