水下壓力補(bǔ)償用波紋管的力學(xué)性能分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).pdf

1、深海壓力問題是各種水下儀器設(shè)備所面臨和必須首先解決的共性問題，壓力補(bǔ)償是當(dāng)前國內(nèi)外常用的、優(yōu)先考慮和選擇的途徑。在諸多壓力補(bǔ)償裝置中，波紋管式壓力補(bǔ)償裝置被廣泛使用，作為壓力補(bǔ)償裝置主體元件的波紋管的性能直接影響整個(gè)裝置的性能。
　　本文利用有限元法，在考慮幾何、材料非線性情況下，對承受軸向載荷的U型波紋管進(jìn)行非線性靜力分析，探討了該類型波紋管在深海壓力環(huán)境下作為壓力補(bǔ)償元件的力學(xué)性能。提出了波紋管變形后體積變化量的計(jì)算方法；在考

2、慮液體可壓縮性基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出波紋管體積變化量與內(nèi)外壓差以及相應(yīng)工作水深間的關(guān)系公式，并給出了相應(yīng)的計(jì)算流程；結(jié)合充油式深海壓力傳感器的壓力補(bǔ)償用波紋管，分析了軸向剛度與補(bǔ)償性能間的關(guān)系，并進(jìn)一步分析了波紋管的結(jié)構(gòu)參數(shù)(壁厚、波高、波數(shù))對其軸向剛度的影響；采用正交試驗(yàn)法對波紋管波紋參數(shù)取值進(jìn)行優(yōu)化，獲得了波紋管性能較優(yōu)的波紋參數(shù)范圍；在上述研究的基礎(chǔ)上，提出了一種用于水下壓力傳感器的壓力補(bǔ)償裝置的雙波紋管設(shè)計(jì)方案，為水下傳感器的壓力補(bǔ)償