載人潛水器耐壓殼結(jié)構(gòu)設計與分析.pdf

1、伴隨著經(jīng)濟的發(fā)展與工業(yè)的騰飛,陸地資源已經(jīng)不能滿足社會飛速發(fā)展的需要。占地球表面積70.8％的海洋蘊藏了豐富的油氣和礦產(chǎn)資源,是人類的明天和未來的希望。海洋開發(fā)中的新熱點是深海資源的開采與利用,載人深潛器作為深?？茖W考察與探索的工具之一,它能夠攜載科學家深入大洋深處,直觀的進行科學考察與研究工作,在深海地質(zhì)研究、資源調(diào)查、海洋生物研究等方面擁有著不可替代的作用,而耐壓殼結(jié)構(gòu)作為載人潛器中首要關鍵技術,關系到潛水器及人員設備的安全性,因此

2、要求耐壓殼結(jié)構(gòu)具有足夠的強度與穩(wěn)定性。
　　本文基于國家重大專項項目“深水輕載作業(yè)型HOV概念設計研究”,開展耐壓殼體結(jié)構(gòu)的設計工作并對其做強度與穩(wěn)定性分析。
　　首先,依據(jù)耐壓殼結(jié)構(gòu)設計中需要考慮的因素及最佳設計流程,確定了耐壓殼體材料、結(jié)構(gòu)形式、安全系數(shù)大小及球殼內(nèi)徑,利用CCS規(guī)范計算了殼體厚度,并根據(jù)模型初步設計尺寸計算了耐壓殼體重量排水量。其次,通過比較線性屈曲與非線性屈曲分析兩種有限元分析方法在穩(wěn)定性分析中的優(yōu)缺

3、點,確定選用非線性屈曲分析方法來分析耐壓殼體穩(wěn)定性,將CCS規(guī)范、GL規(guī)范以及球殼穩(wěn)定性計算中的經(jīng)驗公式計算結(jié)果與有限元分析結(jié)果進行了比較分析,結(jié)果表明有限元分析結(jié)果滿足規(guī)范中屈曲計算的要求。通過引入初始缺陷,研究了其對耐壓球殼穩(wěn)定性產(chǎn)生的影響,通過對人員出入艙圍欄及主側(cè)觀察窗座參數(shù)的改進,提高了耐壓殼結(jié)構(gòu)臨界失穩(wěn)力。最后,建立了無開孔以及多開孔耐壓球殼模型,分析了耐壓殼體結(jié)構(gòu)強度,分析結(jié)果表明結(jié)構(gòu)整體及開孔局部區(qū)域強度均滿足CCS規(guī)范