一种睡眠舱摇摆检测强度方法与流程

    技术2025-02-13  46


    本发明涉及睡眠舱强度检测,具体为一种睡眠舱摇摆检测强度方法。


    背景技术:

    1、睡眠舱是一种为人们提供舒适睡眠环境的创新产品,它是一种独立的、封闭的睡眠空间,睡眠舱主要是由壁板型材、通风系统、照明系统、舱门以及装饰件等组成,能够为人们提供一个功能齐全、安全可靠、舒适的休息睡眠空间。

    2、对于船载睡眠舱来说,由于是在海面上使用,所以会不可避免的出现摇摆的情况,而摇摆会对睡眠舱的安装使用造成影响,进而需要对加工生产完成后的睡眠舱进行摇摆强度检测,确定其强度是否符合使用情况,因此在此提出了一种睡眠舱摇摆检测强度方法。


    技术实现思路

    1、(一)解决的技术问题

    2、针对现有技术的不足,本发明提供了一种睡眠舱摇摆检测强度方法,具备可模拟睡眠舱舱体倾斜摇摆时检测其强度是否满足使用强度要求的优点。

    3、(二)技术方案

    4、为实现上述模拟睡眠舱舱体倾斜摇摆时检测其强度是否满足使用强度要求的目的,本发明提供如下技术方案:一种睡眠舱摇摆检测强度方法,针对船载睡眠舱设备采用有限元模型进行分析,本有限元分析运用abaqus软件进行计算,根据睡眠舱设备的安装连接情况,本分析还设置有边界条件;

    5、具体方法如下:

    6、s1、校核睡眠舱在倾斜工况下的强度情况

    7、1)、对系统进行横倾±22.5°条件下的静力学计算,保留记录计算结果;

    8、2)、对系统进行纵倾±10°条件下的静力学计算,保留记录计算结果;

    9、3)、分别对横倾±22.5°和纵倾±10°条件下的计算结果进行分析;

    10、4)、经过分析以上计算结果可得出在各倾斜条件下睡眠舱各部件最大mises应力值,进而能够得出安全系数,从而能够确定是否满足使用强度要求。

    11、s2、检核睡眠舱在摇摆工况下的强度情况

    12、1)、对系统进行横摇±45°且周期为3s-4s条件下的动力学计算,保留记录计算结果;

    13、2)、对系统进行纵摇±15°且周期为4s-10s条件下的动力学计算,保留记录计算结果;

    14、3)、分别对横摇±45°、周期3s-4s和纵摇±10°、周期4s-10s条件下的计算结果进行分析;

    15、4)、经过分析以上计算结果可得出在各摇摆条件下睡眠舱各部件最大mises应力值,进而能够得出安全系数,从而能够确定是否满足使用强度要求。

    16、作为优化,所述睡眠舱包括上舱体框架、下舱体框架、上下舱顶板、上下舱底板、m16螺栓、连接套、上下底座、m20螺栓,且睡眠舱内各设备机构对称分布式安装。

    17、作为优化,所述睡眠舱内上下舱体的质量均为330kg,舱内承载4人,且每人质量为120kg。

    18、作为优化,所述边界条件如下:

    19、1)、舱体与人体质量分别通过集中质量点耦合连接在框架和底板上;

    20、2)、上下舱体之间利用m16螺栓进行锁紧固定,分别在螺栓与舱板接触面绑定约束;

    21、3)、上下底座之间利用m20螺栓进行紧固,分别在螺栓与上下底座接触面绑定约束;

    22、4)、下底座进行固定约束。

    23、作为优化,所述有限元模型运用abaqus软件中的c3d8r模拟睡眠舱设备各部件金属材料,网格数量总计45500个。

    24、作为优化,系统横向倾斜22.5°时,在只受重力载荷作用下睡眠舱各部件最大mises应力为205.8mpa,位于上下底座之间连接用的m20螺栓处,其应力值低于螺栓材料屈服强度640mpa,安全系数大于3.1;而铝材质部件最大应力值为68.65mpa,位于上底座处,其应力值低于上底座材料屈服强度215mpa,安全系数大于3.1,进而能够满足使用强度要求。

    25、作为优化,系统纵向倾斜10°后,在只受重力载荷作用下睡眠舱各部件最大mises应力为167.4mpa,位于上下底座之间连接用的m20螺栓处,其应力值低于螺栓材料屈服强度640mpa,安全系数大于3.8;而铝材质部件最大应力值为55.54mpa,位于上底座处,其应力值低于上底座材料屈服强度215mpa,安全系数大于3.8,进而能够满足使用强度要求。

    26、作为优化,系统在横向摇摆±45°、周期3s时,睡眠舱各部件最大mises应力为386.4mpa,位于上下底座之间连接用的m20螺栓处,其应力值低于螺栓材料屈服强度640mpa,安全系数大于1.6。而铝材质部件最大应力值为128mpa,位于上底座处,其应力值低于上底座材料屈服强度215mpa,安全系数大于1.6,进而能够满足使用强度要求。

    27、作为优化,系统在纵向摇摆±15°、周期4s时,睡眠舱各部件最大mises应力为335.8mpa,位于上下底座之间连接用的m20螺栓处,其应力值低于螺栓材料屈服强度640mpa,安全系数大于1.9。而铝材质部件最大应力值为111.7mpa,位于上底座处,其应力值低于上底座材料屈服强度215mpa,安全系数大于1.9,进而能够满足使用强度要求。

    28、(三)有益效果

    29、与现有技术相比,本发明提供了一种睡眠舱摇摆检测强度方法,具备以下有益效果:

    30、1、该睡眠舱摇摆检测强度方法,通过运用abaqus软件中的c3d8r模拟smc设备各部件金属材料,分别对系统进行横倾和纵倾不同角度条件下,进行静力学计算,再经过计算结果可得出在只受重力荷载作用下睡眠舱各部件的最大mises应力值,进而可得出安全系数并且进行对比比较,确定睡眠舱是否满足使用强度要求。

    31、2、该睡眠舱摇摆检测强度方法,通过运用abaqus软件中的c3d8r模拟smc设备各部件金属材料,分别对系统进行横摇和纵摇不同角度条件下,进行动力学计算,再经过计算结果可得出睡眠舱各部件的最大mises应力值,进而可得出安全系数并且进行对比比较,确定睡眠舱是否满足使用强度要求。



    技术特征:

    1.一种睡眠舱摇摆检测强度方法,其特征在于:针对船载睡眠舱设备采用有限元模型进行分析,本有限元分析运用abaqus软件进行计算,根据睡眠舱设备的安装连接情况,本分析还设置有边界条件;

    2.根据权利要求1所述的睡眠舱摇摆检测强度方法,其特征在于:所述睡眠舱包括上舱体框架、下舱体框架、上下舱顶板、上下舱底板、m16螺栓、连接套、上下底座、m20螺栓,且睡眠舱内各设备机构对称分布式安装。

    3.根据权利要求2所述的睡眠舱摇摆检测强度方法,其特征在于:所述睡眠舱内上下舱体的质量均为330kg,舱内承载4人,且每人质量为120kg。

    4.根据权利要求3所述的睡眠舱摇摆检测强度方法,其特征在于:所述边界条件如下:

    5.根据权利要求4所述的睡眠舱摇摆检测强度方法,其特征在于:所述有限元模型运用abaqus软件中的c3d8r模拟睡眠舱设备各部件金属材料,网格数量总计45500个。

    6.根据权利要求5所述的睡眠舱摇摆检测强度方法,其特征在于:所述系统横向倾斜22.5°时,在只受重力载荷作用下睡眠舱各部件最大mises应力为205.8mpa,位于上下底座之间连接用的m20螺栓处,其应力值低于螺栓材料屈服强度640mpa,安全系数大于3.1;而铝材质部件最大应力值为68.65mpa,位于上底座处,其应力值低于上底座材料屈服强度215mpa,安全系数大于3.1。

    7.根据权利要求5所述的睡眠舱摇摆检测强度方法,其特征在于:所述系统纵向倾斜10°后,在只受重力载荷作用下睡眠舱各部件最大mises应力为167.4mpa,位于上下底座之间连接用的m20螺栓处,其应力值低于螺栓材料屈服强度640mpa,安全系数大于3.8;而铝材质部件最大应力值为55.54mpa,位于上底座处,其应力值低于上底座材料屈服强度215mpa,安全系数大于3.8。

    8.根据权利要求5所述的睡眠舱摇摆检测强度方法,其特征在于:所述系统在横向摇摆±45°、周期3s时,睡眠舱各部件最大mises应力为386.4mpa,位于上下底座之间连接用的m20螺栓处,其应力值低于螺栓材料屈服强度640mpa,安全系数大于1.6;而铝材质部件最大应力值为128mpa,位于上底座处,其应力值低于上底座材料屈服强度215mpa,安全系数大于1.6。

    9.根据权利要求5所述的睡眠舱摇摆检测强度方法,其特征在于:所述系统在纵向摇摆±15°、周期4s时,睡眠舱各部件最大mises应力为335.8mpa,位于上下底座之间连接用的m20螺栓处,其应力值低于螺栓材料屈服强度640mpa,安全系数大于1.9;而铝材质部件最大应力值为111.7mpa,位于上底座处,其应力值低于上底座材料屈服强度215mpa,安全系数大于1.9。


    技术总结
    本发明涉及睡眠舱强度检测技术领域,且公开了一种睡眠舱摇摆检测强度方法,睡眠舱包括上舱体框架、下舱体框架、上下舱顶板、上下舱底板、M16螺栓、连接套、上下底座、M20螺栓,针对船载睡眠舱设备采用有限元模型进行分析,本有限元分析运用ABAQUS软件进行计算,根据睡眠舱设备的安装连接情况,本分析还设置有边界条件;该睡眠舱摇摆检测强度方法,通过运用ABAQUS软件中的C3D8R模拟SMC设备各部件金属材料,分别对系统进行横倾和纵倾以及横摇和纵摇不同角度条件下,进行静力学以及动力学计算,再经过计算结果可得出在只受重力荷载作用下睡眠舱各部件的最大Mises应力值,进而可得出安全系数并且进行对比比较,确定睡眠舱是否满足使用强度要求。

    技术研发人员:杨琴,叶梦熊,夏琨,蔡谭强,侯骞,王虎
    受保护的技术使用者:中国船舶集团有限公司第七一九研究所
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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