附件C：譯文


基于彈塑性有限元分析卸扣的結(jié)構(gòu)優(yōu)化
GENG Donghan，ZHENG Wei，YAN Xiang'an

摘要：基于彈塑性有限形變理論，一種利用有限元分析軟件ANSYS來解決卸扣結(jié)構(gòu)問題的方案被提了出來。ANSYS的分析結(jié)果顯示卸扣最大變形發(fā)生在橫向銷的加載處，最大應(yīng)力發(fā)生在臨近裝載點的橫向銷的兩端，因此這兩個區(qū)域的強(qiáng)度應(yīng)適當(dāng)?shù)玫郊訌?qiáng)。壓力相對較小的連接桿和銷孔的材料顯得有些過剩，可適當(dāng)減小其結(jié)構(gòu)尺寸以達(dá)到減輕整個卸扣質(zhì)量的目的。根據(jù)有限元分析結(jié)果，實驗性地對卸扣相應(yīng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了修改，模擬結(jié)果證明，新結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度明顯得到了提高。此外，這種新設(shè)計的可靠性和正確性已通過對兩種類型卸扣拉伸試驗結(jié)果進(jìn)行對比得到了證實。
關(guān)鍵詞：卸扣；有限元法；有限形變；彈塑性

1簡介
作為海軍艦艇的一種重要系泊裝備，卸扣作用是在停泊期間被用來連接鼓環(huán)或在出航時用來測量吃水深度，這對該船只和在船人員的安全至關(guān)重要。但是，現(xiàn)有的卸扣普遍結(jié)構(gòu)臃腫，承載能力低致使其不能滿足使用要求。通常，一個特殊的卸扣是根據(jù)臨時的使用要求制造的，由于沒有對其進(jìn)行科學(xué)系統(tǒng)的分析和計算，導(dǎo)致制造出來后不能與鼓環(huán)配合；或者是當(dāng)兩個小卸扣同時使用時，由于兩個環(huán)承載能力的不同，加載時，一旦載荷大小超過了其中一個卸扣的承載能力，兩個環(huán)將相繼被破壞。正是由于現(xiàn)有的卸扣有如此多的安全隱患和一個不另人滿意的結(jié)構(gòu)，所以非常有必要開發(fā)一種新的結(jié)構(gòu)形式以達(dá)到使用要求。
在本文中，將使用工程軟件Pro/E和非線性分析軟件ANSYS，對現(xiàn)有的卸扣進(jìn)行三維模擬。根據(jù)計算和分析的結(jié)果，找到結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)和不合理處，并作出適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)。

2理論分析和建模
現(xiàn)有的卸扣的設(shè)計大多采用的是傳統(tǒng)的設(shè)計方法，從而導(dǎo)致了卸扣各部分的內(nèi)應(yīng)力和應(yīng)變不能在宏觀分析范圍內(nèi)進(jìn)行研究。同時，采用線性彈性理論[1]致使設(shè)計結(jié)果與實際情況存在很大的差異。這表明了現(xiàn)有卸扣的結(jié)構(gòu)存在不合理之處，應(yīng)使用有限元分析方法的分析結(jié)果對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，有