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深潜器耐压结构强度分析与优化设计
| 论文题名： | 深潜器耐压结构强度分析与优化设计 |
| 关键词： | 深潜器;耐压壳;结构强度分析;强度计算方法;深海载人潜水器;壳结构;疲劳寿命分析;圆柱壳体;强度和稳定性;水压;理论计算方法;安全;元分析方法;有限元方法;重量;优化计算;应力集中;研究对象;压力实验;许用应力 |
| 摘要： | 21世纪是深海勘探和开发的年代。深海载人潜水器是到达各种深海复杂环境进行高效的勘探科学考察和开发作业的装备,是人类实现开发深海的一项重要技术手段。而耐压壳结构是保证潜水器正常工作的首要技术。本文对耐压壳结构强度计算方法进行了研究,主要分下面几个方面: 1)为保证深潜器结构设计的安全可靠,进行模型试验验证和检测是十分必要的.所以设计潜器缩尺模型压力实验,检验理论计算方法的可靠性和计算规则的适用性。 2)潜水器在水下受到极大的深水压力,耐压壳结构必须符合强度要求,耐压壳的壳板及肋骨应力不超过许用应力,对CCS、ABS、GL潜器规范表征壳体强度特征量进行计算,并与有限元方法和试验值进行对比。 3)随着耐压壳下潜深度加大,水压不断增加,耐压壳会发生失稳而丧失继续承载能力,因此稳定性对深潜器也非常重要。本文通过ABAQUS对潜器进行非线性屈曲分析,并与规范进行比较。 4)开孔会引起应力集中,削弱结构的强度。对局部开孔进行结构校核,对强度不足的部位进行加强以保证潜器的结构安全。 5)潜器使用过程中,耐压圆柱壳体承受着水压引起的交变载荷,可能导致疲劳破坏。特别在拉应力较大的部位,易引起疲劳裂纹。为了保证潜器的使用安全,必须进行潜器结构疲劳寿命分析。本文应用ε-N曲线和线性断裂力学计算潜器耐压结构的疲劳寿命,并通过实例计算,得出结论。 6)以典型带肋圆柱壳舱段结构为研究对象,以壳体重量为目标函数,采用解析法和有限元分析方法,在确保结构强度和稳定性的前题下,对大潜深潜器结构重量进行优化计算。 |
| 作者： | 潘涛 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 任慧龙 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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