【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。流固禍合問題可由其禍合方程定義，這組方程的定義域同時有流體域與固體域。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特征:從總體上來看，流固藕合問題按其藕合機理可分為兩大類:第一類問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)來引入的如氣動彈性、水動彈性等。第二類問題的特征是兩域部分或全部重疊在一起，難以明顯地分開，使描述物理現(xiàn)象的方程，特別是本構(gòu)方程需要針對具體的物理現(xiàn)象來建立，其藕合效應(yīng)通過描述問題的微分方程來體現(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，采用不同種類自由度的單元(如一個單元包含溫度t，位移u，壓力p等自由度)，把不同的場禍合到一個有限元方程中，數(shù)值處理難度較大，間接偶合求解，不同的偶合場交叉迭代，通過場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含液容器進行研究，由于計算工具的落后，當(dāng)時的研究主要局限在剛性不動容器或簡單運動剛體中液體的震蕩[24〕一閱。對含液容器的動力特性[26]進行分析，是想通過了解容器內(nèi)流體的晃動特性以及流體對容器固有特性的影響，進一步研究含液容器的動力響應(yīng)和動力穩(wěn)定性，當(dāng)前國際上采用的研究方法，多以實驗為主，計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，就很難用這些軟件來進行分析。在我國，成品油料的運輸目前仍以鐵路車載油罐運輸為主，以往對車載液體容器的計算僅僅局限于結(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烈的動載荷作用，所引發(fā)的液體晃動將變得十分突出，液體晃動所產(chǎn)生的低頻橫振將會對車輛運行的穩(wěn)定性產(chǎn)生很大的影響網(wǎng)，同時在工程實際中，有關(guān)越來越傾向于采用具有薄壁、輕質(zhì)和高強等特點的結(jié)構(gòu)，晃動液體與結(jié)構(gòu)的禍合震動將是一個非常重要的問題，流固禍合系統(tǒng)震動一方面可能會導(dǎo)致系統(tǒng)的動力不穩(wěn)定，另一方面容器中液體的大幅晃動會對容器產(chǎn)生顯著的附加動壓力，以至于造成結(jié)構(gòu)的破壞。接下來本章中的算例就是利用有限元軟件ANS丫S對含液容器的固有頻率進行了計算，比較了液體對于容器的固有頻率的影響。在流固藕合系統(tǒng)中，固體域的方程通常總是以位移為基本未知量，而流體域的方程通常采用流場壓力為基本未知量，采用伽遼金法建立流固禍合系統(tǒng)的有限元方程為:析方法進行有限元計算。第三步，擴展模態(tài)，察看結(jié)果將振型寫入結(jié)果文件，結(jié)果包括各自然頻率、振型和模態(tài)應(yīng)力。前面幾章我們對玻璃容器進行了應(yīng)力仿真分析，討論流固禍合對容器頻率和振型的影響對于小的容器意義不大，本章選的模型是一個無頂蓋水箱，材料是Q325鋼，計算了裝滿水和不裝水時系統(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、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，容器底部兩邊固定，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定包裝的防護能力，不能對容器的結(jié)構(gòu)提供具體的改進優(yōu)化方案。從力學(xué)本質(zhì)上看，應(yīng)力是容器強度評估的直接依據(jù)，加速度的作用則是通過慣性力產(chǎn)生的應(yīng)力效應(yīng)。顯然，把包裝動力學(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)用意義和價值。論文先介紹了包裝容器機械沖擊的相關(guān)理論，機械沖擊易損度、沖擊破損邊界曲線的概念，然后利用有限元軟件ansys對于常見的幾種容器進行了應(yīng)力仿真分析，從應(yīng)力的角度出發(fā)對容器進行安全性評估，通過啤酒瓶的跌落應(yīng)力仿真分析，我們對于兩種跌落狀態(tài)(理想的垂直跌落和常見的斜跌落)、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)下跌落時最大應(yīng)力部位的位置，對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)計提供了依據(jù)。同時也清楚的看到了液體在跌落仿真時對于瓶身應(yīng)力的影響。有防護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，我們對于防護在跌落時所起的作用有了更明確的認(rèn)知。接下來，論文闡述了瓶身結(jié)構(gòu)部位的設(shè)計準(zhǔn)則，然后以玻璃瓶為例，討論了跌落過程中容易發(fā)生破壞的瓶肩和瓶底兩個部位，通過比較不同的瓶肩和不同的瓶底在跌落過程中產(chǎn)生的應(yīng)力分布，能更好的把握瓶身的結(jié)構(gòu)設(shè)計。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，通過實際生活中常見的盛水的水箱的例子，展現(xiàn)了流固禍合對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’通過計算機模擬，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，瓶體的抗機械沖擊能力雖然越強，但不能達到節(jié)約材料的目的，如何能同時保證包裝的“節(jié)約性”和“安全性”，更好的優(yōu)化設(shè)計包裝結(jié)構(gòu)，是我們今后應(yīng)該關(guān)注的問題。商品在流通過程中，跌落工況復(fù)雜，論文里在假定了特定跌落高度，特定材料，然后進行模擬，如何利用計算機更全面更合理的模擬商品流通過程中的惡劣工況，需要深入的研究、探討。包裝動力學(xué)的研究和應(yīng)用拓展到應(yīng)力分析層面，把容器的安全性評估從原有的偏重于實驗的沖擊易損度和破損邊界曲線轉(zhuǎn)入到應(yīng)力安全性評估方向也還有很長的路要走。匆浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文‘“007’參考文獻[，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】.孫誠等包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計，中國輕工業(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，浙江大學(xué)出版社，1993，包裝工程第26卷第2期，2005[、黃雪產(chǎn)品的脆值及其測定方法探析，北京印刷學(xué)院學(xué)報第n卷第4期，2003 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