【正文】 正是這種相互作用將在不同條件下產(chǎn)生形形色色的流固禍合現(xiàn)象。流固禍合問(wèn)題可由其禍合方程定義，這組方程的定義域同時(shí)有流體域與固體域。而未知變量含有描述流體現(xiàn)象的變量和含有描述固體現(xiàn)象的變量，一般而言具有以下兩點(diǎn)特征:從總體上來(lái)看，流固藕合問(wèn)題按其藕合機(jī)理可分為兩大類:第一類問(wèn)題的特征是藕合作用僅僅發(fā)生在兩相交界面上，在方程上的藕合是由兩相禍合面上的平衡及協(xié)調(diào)來(lái)引入的如氣動(dòng)彈性、水動(dòng)彈性等。第二類問(wèn)題的特征是兩域部分或全部重疊在一起，難以明顯地分開(kāi)，使描述物理現(xiàn)象的方程，特別是本構(gòu)方程需要針對(duì)具體的物理現(xiàn)象來(lái)建立，其藕合效應(yīng)通過(guò)描述問(wèn)題的微分方程來(lái)體現(xiàn)。流固偶合的求法，一般有兩種方法:直接禍合求解和間接禍合求借，直接偶合求解，在有限元分析時(shí)，采用不同種類自由度的單元(如一個(gè)單元包含溫度t，位移u，壓力p等自由度)，把不同的場(chǎng)禍合到一個(gè)有限元方程中，數(shù)值處理難度較大，間接偶合求解，不同的偶合場(chǎng)交叉迭代，通過(guò)場(chǎng)間偶合媒介交換偶合信息，一般又稱序貫偶合分析，這種方法常用。匆浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文(2007’1964年，美國(guó)Alaska地震，眾多石化儀器在地震載荷下遭到破壞，造成了極大的損失，由于化工工業(yè)在現(xiàn)代工業(yè)中的地位，促使部分科技工作者對(duì)含液容器進(jìn)行研究，由于計(jì)算工具的落后，當(dāng)時(shí)的研究主要局限在剛性不動(dòng)容器或簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)剛體中液體的震蕩[24〕一閱。對(duì)含液容器的動(dòng)力特性[26]進(jìn)行分析，是想通過(guò)了解容器內(nèi)流體的晃動(dòng)特性以及流體對(duì)容器固有特性的影響，進(jìn)一步研究含液容器的動(dòng)力響應(yīng)和動(dòng)力穩(wěn)定性，當(dāng)前國(guó)際上采用的研究方法，多以實(shí)驗(yàn)為主，計(jì)算則是采用通用的有限元軟件，這些軟件通常是用于結(jié)構(gòu)分析，在流固禍合分析方面，尤其是當(dāng)流體具有較大的自由表面，且考慮可壓縮性時(shí)，就很難用這些軟件來(lái)進(jìn)行分析。在我國(guó)，成品油料的運(yùn)輸目前仍以鐵路車載油罐運(yùn)輸為主，以往對(duì)車載液體容器的計(jì)算僅僅局限于結(jié)構(gòu)靜力學(xué)的研究和分析，這顯然已經(jīng)不適應(yīng)車輛運(yùn)行安全性的要求，特別是伴隨著火車的大提速，車載容器受到了更強(qiáng)烈的動(dòng)載荷作用，所引發(fā)的液體晃動(dòng)將變得十分突出，液體晃動(dòng)所產(chǎn)生的低頻橫振將會(huì)對(duì)車輛運(yùn)行的穩(wěn)定性產(chǎn)生很大的影響網(wǎng)，同時(shí)在工程實(shí)際中，有關(guān)越來(lái)越傾向于采用具有薄壁、輕質(zhì)和高強(qiáng)等特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，晃動(dòng)液體與結(jié)構(gòu)的禍合震動(dòng)將是一個(gè)非常重要的問(wèn)題，流固禍合系統(tǒng)震動(dòng)一方面可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的動(dòng)力不穩(wěn)定，另一方面容器中液體的大幅晃動(dòng)會(huì)對(duì)容器產(chǎn)生顯著的附加動(dòng)壓力，以至于造成結(jié)構(gòu)的破壞。接下來(lái)本章中的算例就是利用有限元軟件ANS丫S對(duì)含液容器的固有頻率進(jìn)行了計(jì)算，比較了液體對(duì)于容器的固有頻率的影響。在流固藕合系統(tǒng)中，固體域的方程通?？偸且晕灰茷榛疚粗?，而流體域的方程通常采用流場(chǎng)壓力為基本未知量，采用伽遼金法建立流固禍合系統(tǒng)的有限元方程為:析方法進(jìn)行有限元計(jì)算。第三步，擴(kuò)展模態(tài)，察看結(jié)果將振型寫(xiě)入結(jié)果文件，結(jié)果包括各自然頻率、振型和模態(tài)應(yīng)力。前面幾章我們對(duì)玻璃容器進(jìn)行了應(yīng)力仿真分析，討論流固禍合對(duì)容器頻率和振型的影響對(duì)于小的容器意義不大，本章選的模型是一個(gè)無(wú)頂蓋水箱，材料是Q325鋼，計(jì)算了裝滿水和不裝水時(shí)系統(tǒng)的固有頻率和振型。Q325鋼的彈性模量為Zxlo，’pa，密度為7800kglm，容器為立方體，長(zhǎng)、寬、高均為1米，水的密度為1000kg/m，聲速為14OOIn/s.流體采用flui心0單元，容器采用shen63單元，容器底部?jī)蛇吂潭?，流體上表面壓力為0，模型、網(wǎng)格劃分和邊界條件如下圖所示:，總結(jié)沖擊易損度和破損邊界曲線注重的是從整體上評(píng)定包裝的防護(hù)能力，不能對(duì)容器的結(jié)構(gòu)提供具體的改進(jìn)優(yōu)化方案。從力學(xué)本質(zhì)上看，應(yīng)力是容器強(qiáng)度評(píng)估的直接依據(jù)，加速度的作用則是通過(guò)慣性力產(chǎn)生的應(yīng)力效應(yīng)。顯然，把包裝動(dòng)力學(xué)的研究和應(yīng)用拓展到應(yīng)力分析層面，將具有重要的應(yīng)用意義和價(jià)值。論文先介紹了包裝容器機(jī)械沖擊的相關(guān)理論，機(jī)械沖擊易損度、沖擊破損邊界曲線的概念，然后利用有限元軟件ansys對(duì)于常見(jiàn)的幾種容器進(jìn)行了應(yīng)力仿真分析，從應(yīng)力的角度出發(fā)對(duì)容器進(jìn)行安全性評(píng)估，通過(guò)啤酒瓶的跌落應(yīng)力仿真分析，我們對(duì)于兩種跌落狀態(tài)(理想的垂直跌落和常見(jiàn)的斜跌落)、兩種貯酒狀態(tài)(空瓶和貯酒)下瓶身整體應(yīng)力分布有了清晰的了解，明確了不同狀態(tài)下跌落時(shí)最大應(yīng)力部位的位置，對(duì)于瓶身容易破損的部位也有了很好的把握，為結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。同時(shí)也清楚的看到了液體在跌落仿真時(shí)對(duì)于瓶身應(yīng)力的影響。有防護(hù)的啤酒瓶跌落的仿真應(yīng)力分析，了解了啤酒瓶在各種跌落狀態(tài)下的應(yīng)力分布和變化規(guī)律的同時(shí)，我們對(duì)于防護(hù)在跌落時(shí)所起的作用有了更明確的認(rèn)知。接下來(lái)，論文闡述了瓶身結(jié)構(gòu)部位的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，然后以玻璃瓶為例，討論了跌落過(guò)程中容易發(fā)生破壞的瓶肩和瓶底兩個(gè)部位，通過(guò)比較不同的瓶肩和不同的瓶底在跌落過(guò)程中產(chǎn)生的應(yīng)力分布，能更好的把握瓶身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。論文在最后部分闡述了流固禍合的概念，以及模態(tài)分析理論，通過(guò)實(shí)際生活中常見(jiàn)的盛水的水箱的例子，展現(xiàn)了流固禍合對(duì)于液體盛裝容器的固有頻率和振型的影響，為更有效的避免共振提供了依據(jù)。匆浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文‘2007’通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬，我們得到了貯液容器跌落沖擊的應(yīng)力仿真規(guī)律，我們發(fā)現(xiàn)，壁厚越厚，瓶體的抗機(jī)械沖擊能力雖然越強(qiáng)，但不能達(dá)到節(jié)約材料的目的，如何能同時(shí)保證包裝的“節(jié)約性”和“安全性”，更好的優(yōu)化設(shè)計(jì)包裝結(jié)構(gòu)，是我們今后應(yīng)該關(guān)注的問(wèn)題。商品在流通過(guò)程中，跌落工況復(fù)雜，論文里在假定了特定跌落高度，特定材料，然后進(jìn)行模擬，如何利用計(jì)算機(jī)更全面更合理的模擬商品流通過(guò)程中的惡劣工況，需要深入的研究、探討。包裝動(dòng)力學(xué)的研究和應(yīng)用拓展到應(yīng)力分析層面，把容器的安全性評(píng)估從原有的偏重于實(shí)驗(yàn)的沖擊易損度和破損邊界曲線轉(zhuǎn)入到應(yīng)力安全性評(píng)估方向也還有很長(zhǎng)的路要走。匆浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文‘“007’參考文獻(xiàn)[，東北林業(yè)大學(xué)出版社，2005[2].王振林、曹梅麗、周建偉、奚德昌包裝系統(tǒng)工程，包裝工程，26卷第5期，2005【3】.孫誠(chéng)等包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，中國(guó)輕工業(yè)出版社，1997[，化學(xué)工業(yè)出版社，2001【5】.奚德昌、陳慶華、王振林等編著包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，浙江大學(xué)出版社，1993，包裝工程第26卷第2期，2005[、黃雪產(chǎn)品的脆值及其測(cè)定方法探析，北京印刷學(xué)院學(xué)報(bào)第n卷第4期，2003 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