燃料舱壳体结构与强度优化设计是以现役某种型号鱼雷燃料舱壳体为研究对象进行的研究,其主要目的是通过壳体结构优化解决燃料舱因腐蚀而渗漏的问题。燃料舱在海试后海水会进入到其壳体内部,因为现有的动力燃料舱为内部环矩形加强筋结构,海水不易从加强筋的沟槽中排出。当鱼雷处于放置或操雷状态下,鱼雷燃料舱一般易发生点蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀和电化学腐蚀。燃料舱壳体内部也没有进行防腐蚀处理,因此在清洗鱼雷后有部分腌渍附在壳体的内壁上,燃料舱壳体壁厚一般设计的很薄,腌渍逐渐地腐蚀壳体内壁,进而造成壳体穿孔,燃料渗漏,最终会导致鱼雷战斗力下降甚至失去战斗力的严重后果。本文在对鱼雷动力燃料舱的工艺进行了优化并对其结构进行了分析,对其腐蚀原因进行了探讨,最后通过优化结构使其在不增加重量的前提下提高耐腐蚀能力。鱼雷是由5A06铝合金材料焊接加工而成,动力燃料舱主要由主舱、线团舱、线导舱、电缆管、防晃罩、燃料管和泄压阀等组成。由于壳体内部结构较为复杂,首先需要对现有模型进行初步简化,用SolidWorks将简化后的模型建立为三维模型。鱼雷燃料舱壳体的优化可以由初步优化和最终优化两部分组成,初步优化是鱼雷燃料舱耐压壳体材料的选取和其结构的初步优化设计。材料优化是在满足使用条件的前提下,综合材料的加工性能和成本等因素,选取最佳的制造材料;壳体结构初步优化是改变现有耐压壳体的环肋结构的加强筋部分,将其形状由矩形结构改为梯形结构,更加有助于海水排出。基于MATLAB工具箱,本文利用求解多变量有约束的非线性函数最小值fmincon函数,以鱼雷耐压壳体结构的5个设计尺寸为优化变量,以鱼雷耐压壳体的强度和稳定性要求为约束条件,以壳体体积(即重量)最小为目标函数,找到符合条件的最佳参数,再加以校核,确定壳体的变量参数。最后,利用有限元分析软件ANSYS对所选参数进行参数化建模,并模拟实际工况(即300m水深),得到鱼雷燃料舱耐压壳体的应力分布云图。通过分析壳体的应力分布情况,最终决定参数的值。本文对鱼雷动力燃料舱的耐压壳体进行了优化和结构强度分析,为企业在鱼雷燃料舱的结构设计和分析方面提供了支持。