深海环境模拟器结构设计与研究

发布时间：2020-04-09 20:12

【摘要】： 随着海洋开发活动的深入,人们设计了各种各样的在深海环境作下业的设备。而这些设备在投入使用之前,必需进行深海环境下的试验。因为直接进行海试周期较长且费用高昂,所以必需设计一种能够模拟深海环境的模拟器。本文对深海环境模拟器的主要组成部分——压力舱、深海水密信号接插件及高压转轴密封进行了结构设计和研究。压力舱结构的可靠性、开启安装的方便性以及密封结构的可靠性对深海环境模拟器的性能具有重要影响。本文第一部分提出了一种新的压力舱结构设计方案,并对其各个组成部件进行了设计和有限元应力分析校核。对应用于高压环境下的O形圈密封结构进行了有限元分析,得出了不同设计参数对密封面最大接触压力和对O形圈的最大剪切应力的影响,并参照分析结论设计了压力舱平盖上的O形圈静密封结构。深海水密信号接插件的接触性能和密封性能直接影响到深海环境模拟器的信号传输。本文第二部分通过对比三种深海水密信号接插件的结构设计方案,得出了最优的结构设计方案。对最优设计方案的关键零件进行了结构设计和材料选择,保证了深海水密信号接插件的接触稳定性,同时应用有限元软件对深海水密信号接插件的关键密封结构进行了分析,得出了不同设计参数对密封性能的影响,为优化密封结构设计奠定了理论基础。高压转轴密封的性能好坏,对压力舱内压力的恒定性具有重要影响。本文第三部分对高压转轴唇形组合密封结构进行了有限元分析,并结合分析结果对唇形组合密封结构的试验结果进行了分析。针对唇形组合密封结构在试验中出现的问题,在唇形组合密封结构的基础上改进并提出了一种齿形组合密封结构,并且利用有限元软件对其初始安装过盈量进行了优化设计。本文所得出的结论和结构都经过相关试验验证,具有原创性。
【图文】：

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泛的应用发展前景。就我国国内的开发情况来看，尽管各工业部门所属的各类电信号接插件生产厂及研究开发机构有七十余家，其中做的较好的有四川海洋特种技术研究所(图1一10为四川海洋所试制样品)，沈阳自动化研究所，但目前却还没有一家专门生产水下电信号接插件。文献【9一11」对深海水密接插件的结构、密封和实验进行了研究，但都不够深入。因此，毋庸讳言，在水下电信号接插件技术领域，我国与西方国家的差距非常大，有必要对其进行进一步的研究。而水下电信号接插件的关键结构和关键密封技术又是研究的重点，水下电信号接插件的发展历史就是其关键结构和关键密封技术发展的历史。图1一10四川海洋所试制的深海水密接插件，.3密封简介1.3.1密封及其分类防止气体、液体或固体的泄漏与阻止外部颗粒、流体进入密闭空间或管道系统的功用，一般称为密封。能起密封作用的零部件称为密封件。较复杂的密封连接称为密封结构或密封装置。密封的分类方法很多。按所密封的介质可以分为液体密封、气体密封等;按密封压力可以分为高压密封、中低压密封、真空密封等;按接触面间的相对运动状态分为动密封和静密封。习惯上，常按后者分类，如图1一n所示。静

应力强度分布,筒体,不连续,应力强度

吸59.…口团口工口口圆圈口…图2一3筒体的应力强度分布(MPa)图2一远离结构不连续处应力强度分布(MPa)三三 TTT卜卜弓弓、、‘‘ ‘ 吞吞吞吞吞吞应应应应应应应力强度度度度度度夕夕夕夕夕夕夕夕夕夕夕夕二二 lll科科科科...，，~、气气叫叫、、
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH766

【引证文献】