军用方舱舱体设计计算.docx

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方舱舱体的设计计算
一、舱体的基本结构与设计计算
1、外部尺寸与最大总质量的确定
型
号
长度(mm)
宽度(mm)
高度(mm)
最大总质
量(Kg)
CAF20
1968
1900
1800
2000
CAF30
2991
2100
1800
2500
2100
2100
1800
CAF40
4012
2100
3500
2240
2100
CAF50
5000
2240
2100
5000
CAF60
6058
2438
2100
7000
2、夹芯板的结构及厚度确定
1）、夹芯板的结构
2）、夹芯板抗弯强度
Ef——蒙皮材料的弹
性模量
Ef(h
t)2t
泊松比
f——蒙皮材料的
D
2(1
2f)
h——芯层的厚度
t——蒙皮的厚度
正比于(h+t)2，优化h、t可达到所需强度和最轻结构重量。3、舱体的基本结构
骨架结构——类似于固定厢式车。
板式结构——六块大板拼装而成。
4、舱体的设计计算
方舱的吊装和跌落是两种最大载荷工况。以吊装为例。
1）、舱体结构承载能力的确定
包角及底板夹芯中加强筋的临界应力
2 2
πE πEJ
min
σlj=C(L/imin)2=CL2A
式中：E：包角或筋的弹性模量； C：边界支持系数，取 1~4；
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Jmin：包角或筋最小截面惯性矩；L：包角或筋的长度；imin：包角或筋最小回转半径；A：包角或筋的横截面积。
σLJ =Q3 EFESGS
蒙皮局部临界应力：
Q：相关系数，取 ~；
EF：蒙皮弹性模量；ES：芯层的弹性模量
GS：芯层的剪切模量。
2）、舱体整体强度计算（受力简图如下）：
P
P2
H
1
L
P2
H
假设方舱仅由外蒙皮（厚度 ）承受载荷。
弯曲强度
纵向弯矩产生的最***向应力：
max=Mb
M=PL
σ
w
b
1
2
=[H4-(H-2δ)4]6H
——舱体截面系数
扭转强度
位于横断面内纯扭矩所产生的最大切向力：
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P2
τmax=2δ(H-δ)2
| 弯、扭组合按第三强度理论有
2 2
σW+4τn≤[σ]
取所计算的临界应力中最小者与弯扭合成应力之比，得安全系数。
3）、舱体刚度计算
弯曲刚度：设载荷全部集中在舱体中部。舱体中部最大挠度：
式中：Ef——夹芯板蒙皮的弹性模量。
JX——舱体惯性矩。 其中：JX=[H4-（H-2)4]/12
扭转刚度：舱体在位于横截面内纯抟时，两端相对的最大转角：
MK——扭矩，且MK=P2H；G——夹芯板蒙皮的剪切弹性模量；JK——极惯性矩，JX=2JX(仅对于正方形）。
二、方舱的密封性设计
1、密封设计的内容：
淋雨、透光、泄风量、涉水、电磁屏蔽等。
2、密封原理：
(1)、造成泄漏的原因：一是密封面上有间隙，二是密封件两侧有压力差。
(2)、密封原理：消除（或减轻）上述任一因素，均可阻止（或减少）泄漏。
二、方舱的密封性设计
3、密封的含义：阻止泄漏，即防止接触内、外的物质相互传递。
(1)、相对静止的结合面间的密封为静密封。
(2)、借助密封件使密封面相互靠紧、接触甚至嵌入，以消除间隙为接触型密封。
4、静密封设计：
(1)、方舱静密封的位置：各大板搭接处；各大板与角形件处等。
(2)、静密封的施实：控制尺寸及加工误差、形位公差，在各种间隙内填充密封胶。
5、接触密封设计
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方舱的门、窗、孔口都为接触密封。
提高接触密封的措施：门、窗、孔口的框架采用模具压制成型的型材，控制尺寸及形位公差，提高其表面的平面度和垂直度，采用高弹力橡胶封条。
6、方舱的密封结构（参考图说明）
一般结构（参考图说明）
淋雨涉水要求
光密要求
气密要求
三、方舱内部设备布置原则
1、最大限度地利用空间空间，笨重设备安装于舱底。
2、充分考虑方舱的型号、最大总质量、结构型式，避免方舱超载和局部应力过于集中。
3、有利于工