深海耐压圆柱壳开孔加强设计及试验研究

发布时间：2024-05-13 05:30

　　潜水器是海洋探索中最重要的装备,耐压壳作为潜水器的承压件,为下潜人员和仪器设备提供了安全的环境。圆柱形耐压壳因为容易加工、空间利用率高和流体运动阻力小等优点,普遍用在工作深度小于800米的潜水器或者潜艇中,耐压壳的开孔在实际应用中是必不可少的,而开孔会破坏耐压壳的力学性能,所以研究耐压壳的开孔加强意义重大。本文的研究内容与结论如下:(1)基于CCS《规范》设计开孔加强的圆柱形耐压壳。确定潜水器的工作深度与圆柱形耐压壳的内径。通过比较常用的开孔加强设计方法,选择运用更广泛、可靠性更高的等面积法对壳体进行开孔围壁加强。根据CCS《规范》计算出壳体的其他尺寸以及围壁加强的各项参数,并对各参数进行校核。(2)基于强度和稳定性对比分析完整圆柱壳与开孔加强圆柱壳。通过理论计算求出完整圆柱壳各关键部位的强度、肋间壳板和整体的失稳临界载荷。建立完整圆柱壳和围壁开孔加强圆柱壳的数值模型,分别对其进行强度、线性屈曲和非线性屈曲分析。将完整圆柱壳的理论计算结果、数值分析结果和围壁加强圆柱壳的数值分析结果进行综合分析,结果显示,围壁加强的开孔圆柱壳保留了完整圆柱壳的力学性能。(3)基于比例模型试验验证等效几何...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 耐压壳结构形式
    1.3 耐压壳开孔研究现状
    1.4 本文研究内容
第2章 圆柱壳开孔加强设计
    2.1 各类开孔加强设计方法介绍
        2.1.1 等面积法
        2.1.2 压力面积法
        2.1.3 极限载荷分析法
    2.2 圆柱壳开孔加强设计
    2.3 围壁加强参数校核
    2.4 本章小结
第3章 完整圆柱壳与开孔圆柱壳力学特性对比分析
    3.1 完整圆柱壳力学特性研究
        3.1.1 环肋圆柱壳关键部位的强度
        3.1.2 环肋圆柱壳的稳定性
    3.2 完整圆柱壳与开孔圆柱壳力学特性研究
        3.2.1 数值模型前处理
        3.2.2 强度分析
        3.2.3 线性屈曲分析
        3.2.4 非线性屈曲分析
    3.3 本章小结
第4章 圆柱壳开孔加强结构参数影响分析及试验研究
    4.1 围壁加强参数影响规律研究
        4.1.1 围壁加强参数单因素分析
        4.1.2 围壁加强参数正交实验
    4.2 比例模型试验研究
        4.2.1 材料与方法
        4.2.2 真实缺陷壳体稳定性分析
        4.2.3 试验结果分析
    4.3 本章小结
第5章 开孔圆柱壳不同加强方式对比分析
    5.1 围壁和嵌入厚板组合加强设计
    5.2 两种加强方式数值模型力学特性对比分析
        5.2.1 强度分析与讨论
        5.2.2 线性屈曲分析与讨论
        5.2.3 非线性屈曲分析与讨论
    5.3 比例模型试验对比分析
        5.3.1 真实缺陷壳体稳定性对比分析
        5.3.2 试验结果对比分析
    5.4 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间学术成果及科研项目
致谢



本文编号：3972449