海洋是重要的戰(zhàn)略空間和資源寶庫,隨著陸地資源的日益枯竭,人類將目光投向了海洋。開發(fā)和利用海洋需要借助于多種海洋裝備,載人潛水器就是其中重要的門類之一。載人潛水器具有系統(tǒng)構(gòu)成復雜、儀器設備眾多等特點,其中,耐壓結(jié)構(gòu)為大量的儀器、設備提供了布置和保護空間,其重量在總重量中占有很大的比例。由于耐壓結(jié)構(gòu)在深水中需要承受巨大的水壓力,如何保證其在深水中不被破壞,一直是潛水器研究的重點和難點�？梢�,耐壓結(jié)構(gòu)是載人潛水器的關(guān)鍵系統(tǒng),對于載人潛水器的安全性、總體性能等均有重要的影響。本文以多開孔柱狀耐壓結(jié)構(gòu)為研究對象,主要開展以下研究工作:首先,針對耐壓結(jié)構(gòu)設計原則進行了分析,確定了耐壓結(jié)構(gòu)的材料、結(jié)構(gòu)形式等,采用規(guī)范、有限元分析進行了無開孔耐壓結(jié)構(gòu)初步設計。完成了耐壓結(jié)構(gòu)開孔及加強設計,基于有限元分析方法進行了多開孔耐壓結(jié)構(gòu)的強度及穩(wěn)定性分析,得到了多開孔耐壓結(jié)構(gòu)初步設計方案。其次,設計了多開孔耐壓結(jié)構(gòu)參數(shù)化分析流程,研究了參數(shù)化分析過程的中的樣本點采樣方法,為解決參數(shù)分析過程中的模型建立、材料屬性設置、載荷和邊界條件設置、網(wǎng)格劃分等問題,基于Python語言對于Abaqus軟件進行二次開發(fā)。進行多... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

阿爾文號

海洋區(qū)域的 99.8%，是我國自行設計、自主集成研制的最大工作深度達 7000m 的深海載人潛水器[12]，從 2009 年首次開展深潛試驗到 2012 年創(chuàng)造了國際同類作業(yè)型潛水器最大記錄 7062m[13]，無數(shù)科技研究者付出了他們的心血。2014 年，由上海交通大學研制的最大作業(yè)深度 4500 米的深海無人遙控潛水器“海馬號”[10]海試取得了成功，標志著大深度無人遙控潛水器所有關(guān)鍵技術(shù)已被我國掌握。近些年，潛水器除了在深度和作業(yè)方面的進步，在其他技術(shù)方面如材料、電子、水聲通訊、攝像和自動控制等也有進展。以材料技術(shù)為例，大多數(shù)第二代深潛器耐壓殼體采用鈦合金和高屈服強度馬氏體時效鋼，后逐漸開始使用石墨復合材料和結(jié)構(gòu)陶瓷材料，如美國海軍新式先進無人探測系統(tǒng)（AUSS）就應用石墨復合材料，但該材料會產(chǎn)生殘余應力，外部包有樹脂壓力容器的厚壁中的應力差會引起材料的分層和剝離，而后者雖生產(chǎn)問題少，但在端部連接、部件組裝和設計標準上存在困難。因此，近年來開始嘗試氧化鋁、氮化硅、戴蒙克斯碳化硅、滲鋁碳化硼和碳纖維增強材料等[14]。隨著新技術(shù)的發(fā)展以及人類對深海奧秘的向往，深海潛水器的發(fā)展已經(jīng)進入了一個嶄新的階段，也早已成為人類認識和探索海洋世界的重要手段。

圖 1.3 Shinkai6500 圖 1.4 “蛟龍”號表 1.2 一些深潛器參數(shù)比較型號Kaiko 號無人潛水器DeepseaChallenger號載人潛水器Triton 36000/3號載人潛水器DeepFightChallenger 號載人潛水器國家 日本 美國 美國 美國外形尺寸（長×寬×高）/(m×m×m)3.1×2.0×2.3 2.3×1.7×8.1 4.1×4.1×2.2 5.4×3.9×1.7最大工作深度/m 11000 11 000 11000 11000質(zhì)量/kg 5600 11800 9000 215001.3 深潛器耐壓結(jié)構(gòu)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀耐壓結(jié)構(gòu)伴隨著潛水器多年的發(fā)展，由傳統(tǒng)的球殼、圓柱殼、扁球殼發(fā)展到現(xiàn)代的藕節(jié)型殼[15]（多球交結(jié)殼[16]）、多平面柱殼[17]、仿生蛋殼[18]等多種新的結(jié)構(gòu)形式。在潛

【參考文獻】：
期刊論文
[1]我國深海潛水器演變歷程[J]. 本刊編輯部.  珠江水運. 2016(S2)
[2]有開孔加強結(jié)構(gòu)耐壓球殼穩(wěn)健性優(yōu)化[J]. 劉峰,韓端鋒,姚軍.  哈爾濱工程大學學報. 2016(12)
[3]盤點我國深海潛水器演變歷程[J].   中國海事. 2016(04)
[4]大深度載人潛水器耐壓殼結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀及最新進展[J]. 李文躍,王帥,劉濤,沈允生,葉聰.  中國造船. 2016(01)
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[7]基于田口方法的汽車懸架穩(wěn)健性優(yōu)化[J]. 張瑛,吳光強.  機械與電子. 2015(09)
[8]基于6σ方法的懸置系統(tǒng)能量解耦與穩(wěn)健設計[J]. 童東紅,郝志勇.  汽車工程. 2015(02)
[9]基于Isight球形深潛器耐壓觀察窗座結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計[J]. 尹漢軍,張楊,彭小佳,王慶,楊淑云,劉峰.  船舶工程. 2014(06)
[10]多平面柱殼水下耐壓結(jié)構(gòu)特性研究[J]. 趙耀,周維新,姜舜.  中國造船. 2014(03)

博士論文
[1]基于風險的球柱組合殼結(jié)構(gòu)性能分析[D]. 白旭.哈爾濱工程大學 2013
[2]基于操縱穩(wěn)定性的汽車懸架穩(wěn)健性設計研究[D]. 景立新.吉林大學 2011

碩士論文
[1]圓碟形水下滑翔機耐壓殼參數(shù)化設計與優(yōu)化[D]. 英揚.大連海事大學 2017
[2]車輛結(jié)構(gòu)耐撞性的多目標穩(wěn)健性優(yōu)化設計[D]. 鄧青青.湖南大學 2016
[3]載人潛器非耐壓結(jié)構(gòu)多目標優(yōu)化設計[D]. 胡光興.哈爾濱工程大學 2015
[4]基于6 Sigma理論的穩(wěn)健優(yōu)化策略研究[D]. 趙娜.東北大學 2014
[5]載人潛水器耐壓殼多目標優(yōu)化設計[D]. 姚軍.哈爾濱工程大學 2014
[6]第三代全海深載人潛水器阻力性能及載人艙結(jié)構(gòu)研究[D]. 李浩.中國艦船研究院 2014
[7]載人潛水器耐壓殼結(jié)構(gòu)設計與分析[D]. 曲文新.哈爾濱工程大學 2013
[8]潛水器耐壓殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析與研究[D]. 靖海宏.武漢理工大學 2011
[9]大深度潛水器耐壓殼體結(jié)構(gòu)響應分析與優(yōu)化設計[D]. 伍莉.華中科技大學 2007



本文編號：2986297