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周向内波纹耐压壳筒节结构设计和稳定性分析
| 论文题名： | 周向内波纹耐压壳筒节结构设计和稳定性分析 |
| 关键词： | 深潜器;耐压壳筒节;结构设计;稳定性 |
| 摘要： | 未来深海发展极具战略意义，潜艇和深海空间站等大型深潜器关键的核心基础零件是耐压壳筒节。在外压作用下，耐压壳筒节会在材料破坏发生之前率先产生稳定性破坏，造成耐压壳筒节的机构失效，从而产生严重后果。相关研究表明，波纹结构可以提升耐压壳筒节的屈曲性能，因此研究周向内波纹耐压壳筒节屈曲性能具有重要意义。 本文在以往耐压壳筒节研究工作基础之上，开展了周向内波纹耐压壳筒节的屈曲性能研究工作。 本文研究了圆柱形耐压壳筒节与周向内波纹耐压壳筒节的临界屈曲载荷，并对二者的屈曲性能进行对比分析，证明了周向内波纹耐压壳筒节优越的抗压能力。在此基础上，对如何提升周向内波纹耐压壳筒节屈曲性能展开进一步研究。 波纹数目、波纹宽度、波纹高度作为周向内波纹耐压壳筒节的典型特征，势必会对耐压壳筒节屈曲性能造成一定的影响。因此，研究了波纹数目、波纹宽度、波纹高度对波纹耐压壳筒节屈曲行为的作用规律。综合考虑以上因素后，设计出具备最优屈曲性能的周向内波纹耐压壳筒节。 针对周向内波纹耐压壳筒节，研究不同材料属性条件下的屈曲性能，证明了周向内波纹耐压壳筒节提升屈曲性能具有普遍性，并探究屈服强度及弹性模量对于耐压壳筒节屈曲行为的影响。研究了不同初始缺陷条件下，周向内波纹耐压壳筒节相对于圆柱形耐压壳筒节屈曲性能的提升，得出周向内波纹耐压壳筒节抵抗初始缺陷能力较强的结论。 为保证研究的可靠性，进行了耐压壳筒节屈曲试验，并利用有限元方法计算了试验所用耐压壳筒节的屈曲载荷。结果表明，相比于圆柱形耐压壳筒节，周向内波纹耐压壳筒节屈曲性能有显著提升。 |
| 作者： | 李坤 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 孙建亮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 燕山大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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