發(fā)布時(shí)間：2017-09-01 04:44

  本文關(guān)鍵詞：深海潛水器觀察窗結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究

  更多相關(guān)文章： 深海潛水器 觀察窗 應(yīng)力分析 非金屬材料 耐壓結(jié)構(gòu)

【摘要】：深海潛水器作為探索和開發(fā)海洋的運(yùn)載工具，其關(guān)鍵技術(shù)之一是大深度耐壓結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)研制。目前，深海潛水器的耐壓結(jié)構(gòu)材料一般采用傳統(tǒng)的金屬材料，如鋼材、鈦合金、高強(qiáng)度鋁合金等。隨著材料、能源等新技術(shù)的發(fā)展，潛水器的各項(xiàng)性能指標(biāo)不斷提高，更大的潛深、更輕的總重量、更寬闊的視野以及更短的上浮下潛時(shí)間等成為深海潛水器的目標(biāo)要求。在這些設(shè)計(jì)要求下，非金屬耐壓結(jié)構(gòu)明顯體現(xiàn)出更大的優(yōu)勢(shì)。和傳統(tǒng)的金屬材料相比，這些非金屬結(jié)構(gòu)材料具有更高的比強(qiáng)度和比模量。 本文首先介紹了非金屬耐壓結(jié)構(gòu)在深海潛水器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，然后以潛水器觀察窗結(jié)構(gòu)為重點(diǎn)展開相關(guān)研究工作。深海潛水器透明耐壓結(jié)構(gòu)包括潛水器的觀察窗/球、水下照明燈的燈罩以及水下視像設(shè)備的鏡片等。本文以不同結(jié)構(gòu)形式的觀察窗結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，分析了典型觀察窗結(jié)構(gòu)的物理模型，導(dǎo)出了各個(gè)模型的設(shè)計(jì)參數(shù)與模型內(nèi)部應(yīng)力之間的微分方程。通過簡化邊界條件，導(dǎo)出簡化后的觀察窗結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力分布公式，并進(jìn)行有限元分析，將有限元結(jié)果與理論結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，討論了兩種分析結(jié)果的差別。 本文還分析了不同設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)于典型觀察窗結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力、應(yīng)變以及變形量的影響趨勢(shì)，對(duì)比了兩種典型觀察窗結(jié)構(gòu)在相同設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)下的優(yōu)劣。最后對(duì)某型球扇形透明耐壓結(jié)構(gòu)觀察窗進(jìn)行試驗(yàn)研究，，結(jié)合有限元計(jì)算分析，對(duì)比了試驗(yàn)和有限元計(jì)算結(jié)果的差異。本文的研究成果對(duì)于非金屬耐壓結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，特別是觀察窗結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，具有一定的參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：深海潛水器 觀察窗 應(yīng)力分析 非金屬材料 耐壓結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：中國艦船研究院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U674.941
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-28
• 1.1 研究背景與意義9
• 1.2 深海潛水器的應(yīng)用介紹9-12
• 1.3 潛水器觀察窗研究現(xiàn)狀12-26
• 1.3.1 國外研究情況12-22
• 1.3.2 國內(nèi)研究情況22-26
• 1.4 論文工作思路和主要內(nèi)容26-28
• 第二章 非金屬耐壓結(jié)構(gòu)28-36
• 2.1 耐壓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常用的非金屬材料28-29
• 2.2 先進(jìn)復(fù)合材料耐壓結(jié)構(gòu)29-30
• 2.3 陶瓷材料耐壓結(jié)構(gòu)30-32
• 2.4 透明耐壓結(jié)構(gòu)32-35
• 2.4.1 玻璃32-34
• 2.4.2 有機(jī)玻璃34-35
• 2.5 本章小結(jié)35-36
• 第三章 觀察窗的理論分析36-54
• 3.1 觀察窗的類型36-38
• 3.1.1 平圓形觀察窗36
• 3.1.2 錐臺(tái)形觀察窗36-37
• 3.1.3 球扇形觀察窗37-38
• 3.2 典型觀察窗的理論分析38-53
• 3.2.1 典型的錐臺(tái)形觀察窗38-44
• 3.2.2 典型的球扇形觀察窗44-53
• 3.3 本章小結(jié)53-54
• 第四章 設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)觀察窗的影響54-70
• 4.1 不同設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)于錐臺(tái)形觀察窗的影響54-60
• 4.1.1 不同厚度的影響55-57
• 4.1.2 不同錐度角的影響57-59
• 4.1.3 不同摩擦系數(shù)的影響59-60
• 4.2 不同設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)于球扇形觀察窗的影響60-68
• 4.2.1 不同厚度的影響61-63
• 4.2.2 不同錐度角的影響63-66
• 4.2.3 不同摩擦系數(shù)的影響66-68
• 4.3 錐臺(tái)形和球扇形觀察窗的比較68-69
• 4.4 本章小結(jié)69-70
• 第五章 典型球扇形觀察窗的試驗(yàn)研究70-85
• 5.1 觀察窗試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/span>70-71
• 5.1.1 觀察窗的材料特性70
• 5.1.2 模型設(shè)計(jì)過程70-71
• 5.2 試驗(yàn)?zāi)康?/span>71
• 5.3 試驗(yàn)過程71-73
• 5.4 試驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)果73-79
• 5.5 試驗(yàn)結(jié)果與有限元結(jié)果的分析對(duì)比79-84
• 5.6 本章小結(jié)84-85
• 第六章 總結(jié)與展望85-88
• 6.1 結(jié)論85-86
• 6.2 研究展望86-88
• 致謝88-89
• 參考文獻(xiàn)89-93
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文93

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 田常錄;胡勇;劉道啟;崔維成;;深海耐壓結(jié)構(gòu)觀察窗蠕變變形分析[J];船舶力學(xué);2010年05期

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3 路學(xué)成;任瑩;;先進(jìn)結(jié)構(gòu)陶瓷材料的研究進(jìn)展[J];佛山陶瓷;2009年01期

4 岳坤;胡勇;田常錄;;深海潛器觀察窗的應(yīng)力分析方法[J];固體力學(xué)學(xué)報(bào);2011年S1期

5 沈明學(xué);胡震;劉正元;;一種新型潛水器HROV及其關(guān)鍵技術(shù)綜述[J];海洋工程;2006年03期

6 裴俊厚;球形潛水器觀察窗結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分析[J];艦船科學(xué)技術(shù);1984年06期

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9 岳坤;田常錄;;不同傾角深潛器觀察窗應(yīng)力分析計(jì)算方法與比較[J];江南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年05期

10 張端濤;胡勇;田常錄;;7000m潛水器觀察窗窗座結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)與觀察窗塑性變形分析[J];機(jī)械制造;2009年11期

本文編號(hào)：769997