海洋是重要的戰(zhàn)略空間和資源寶庫(kù),隨著陸地資源的日益枯竭,人類(lèi)將目光投向了海洋。開(kāi)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(mén)類(lèi)之一。載人潛水器具有系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜、儀器設(shè)備眾多等特點(diǎn),其中,耐壓結(jié)構(gòu)為大量的儀器、設(shè)備提供了布置和保護(hù)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(diǎn)和難點(diǎn)�？梢�(jiàn),耐壓結(jié)構(gòu)是載人潛水器的關(guān)鍵系統(tǒng),對(duì)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(kāi)孔柱狀耐壓結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,主要開(kāi)展以下研究工作:首先,針對(duì)耐壓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則進(jìn)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(jìn)行了無(wú)開(kāi)孔耐壓結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)。完成了耐壓結(jié)構(gòu)開(kāi)孔及加強(qiáng)設(shè)計(jì),基于有限元分析方法進(jìn)行了多開(kāi)孔耐壓結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度及穩(wěn)定性分析,得到了多開(kāi)孔耐壓結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)方案。其次,設(shè)計(jì)了多開(kāi)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(guò)程的中的樣本點(diǎn)采樣方法,為解決參數(shù)分析過(guò)程中的模型建立、材料屬性設(shè)置、載荷和邊界條件設(shè)置、網(wǎng)格劃分等問(wèn)題,基于Python語(yǔ)言對(duì)于Abaqus軟件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。進(jìn)行多... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：91 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

阿爾文號(hào)

海洋區(qū)域的 99.8%，是我國(guó)自行設(shè)計(jì)、自主集成研制的最大工作深度達(dá) 7000m 的深海載人潛水器[12]，從 2009 年首次開(kāi)展深潛試驗(yàn)到 2012 年創(chuàng)造了國(guó)際同類(lèi)作業(yè)型潛水器最大記錄 7062m[13]，無(wú)數(shù)科技研究者付出了他們的心血。2014 年，由上海交通大學(xué)研制的最大作業(yè)深度 4500 米的深海無(wú)人遙控潛水器“海馬號(hào)”[10]海試取得了成功，標(biāo)志著大深度無(wú)人遙控潛水器所有關(guān)鍵技術(shù)已被我國(guó)掌握。近些年，潛水器除了在深度和作業(yè)方面的進(jìn)步，在其他技術(shù)方面如材料、電子、水聲通訊、攝像和自動(dòng)控制等也有進(jìn)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(qiáng)度馬氏體時(shí)效鋼，后逐漸開(kāi)始使用石墨復(fù)合材料和結(jié)構(gòu)陶瓷材料，如美國(guó)海軍新式先進(jìn)無(wú)人探測(cè)系統(tǒng)（AUSS）就應(yīng)用石墨復(fù)合材料，但該材料會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力，外部包有樹(shù)脂壓力容器的厚壁中的應(yīng)力差會(huì)引起材料的分層和剝離，而后者雖生產(chǎn)問(wèn)題少，但在端部連接、部件組裝和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)上存在困難。因此，近年來(lái)開(kāi)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(qiáng)材料等[14]。隨著新技術(shù)的發(fā)展以及人類(lèi)對(duì)深海奧秘的向往，深海潛水器的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段，也早已成為人類(lèi)認(rèn)識(shí)和探索海洋世界的重要手段。

圖 1.3 Shinkai6500 圖 1.4 “蛟龍”號(hào)表 1.2 一些深潛器參數(shù)比較型號(hào)Kaiko 號(hào)無(wú)人潛水器DeepseaChallenger號(hào)載人潛水器Triton 36000/3號(hào)載人潛水器DeepFightChallenger 號(hào)載人潛水器國(guó)家 日本 美國(guó) 美國(guó) 美國(guó)外形尺寸（長(zhǎng)×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(guó)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(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]圓碟形水下滑翔機(jī)耐壓殼參數(shù)化設(shè)計(jì)與優(yōu)化[D]. 英揚(yáng).大連海事大學(xué) 2017
[2]車(chē)輛結(jié)構(gòu)耐撞性的多目標(biāo)穩(wěn)健性優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 鄧青青.湖南大學(xué) 2016
[3]載人潛器非耐壓結(jié)構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 胡光興.哈爾濱工程大學(xué) 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(xué) 2014
[5]載人潛水器耐壓殼多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 姚軍.哈爾濱工程大學(xué) 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(guó)艦船研究院 2014
[7]載人潛水器耐壓殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析[D]. 曲文新.哈爾濱工程大學(xué) 2013
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本文編號(hào)：2986297