圓碟形水下滑翔機有著很好的水下機動性和操縱性,能夠在一些固定水深范圍和復雜水域進行長時間待機工作,具有成本較低、續(xù)航力持久、水下機動性靈活以及遠距離遙控操控等優(yōu)點,因此在科研觀測和資源勘探等領域具有廣泛的應用。隨著圓碟形水下滑翔機的用途多樣化,對其性能要求也更高。水下滑翔機大部分質(zhì)量分布于耐壓殼,為了保證圓碟形水下滑翔機更持久的續(xù)航能力,需要對耐壓殼做輕量化處理;深海的復雜環(huán)境也需要其耐壓殼有足夠的抗壓強度和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性;圓碟形水下滑翔機的外形需要更好的流體動力性來降低運動阻力,提高升阻比。因此圓碟形水下滑翔機的耐壓殼強度穩(wěn)定性計算、耐壓殼輕量化和外形水動力學優(yōu)化等問題需要更深入研究。本文針對一種新型圓碟形水下滑翔機的耐壓殼結(jié)構(gòu)和外形進行優(yōu)化分析。內(nèi)容主要包括:球-環(huán)-環(huán)形耐壓殼結(jié)構(gòu)優(yōu)化;對圓碟形水下滑翔機耐壓殼裝配偏差進行優(yōu)化計算;優(yōu)化圓碟形水下滑翔機的機身外形使其具有更好的流體動力性能。主要內(nèi)容如下:（1）球-環(huán)-環(huán)形耐壓殼的結(jié)構(gòu)優(yōu)化通過正交試驗法分析對比耐壓殼的殼厚、小環(huán)肋厚度、大環(huán)肋厚度對耐壓殼強度穩(wěn)定性及質(zhì)量的影響程度;對耐壓殼環(huán)肋進行開孔試驗,通過正交試驗法篩選包括方形孔、橢... 

【文章來源】：大連海事大學遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１球－環(huán)－環(huán)形耐壓殼剖視圖??Ｆｉｇ．?２．１?Ｐｒｏｆｉｌｅ?ｖｉｅｗ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｂａｌｌ－ｒｉｎｇ－ｒｉｎｇ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｓｈｅｌｌ??

碟形水下滑翔機的外形設計二維垂直面內(nèi)研究討論。圓碟形水下滑翔機在水中的運動軌??跡呈現(xiàn)鋸齒狀，如圖２．３所示。??巾；載系浮力調(diào)節(jié)系統(tǒng)??ｍ３姿態(tài)調(diào)整系統(tǒng)?、：＝＾二二??＇．?ｊ—＇．?…??圖２．２圓碟形水下滑翔機內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡圖??Ｆｉｇ．?２．２?Ａ?ｂｒｉｅｆ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｉｎｔｅｒｉｏｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?Ｃｉｒｃｕｌａｒ?Ｄｉｓｃ?Ｕｎｄｃｉ－ｗａｔｃｒ?Ｇｌｉｄｅｒ??ｓ＇、?么、??，Ｊ?＼?０?＼??圖２．３圓碟形水下滑翔機運動軌跡??Ｆｉｇ．?２．３?Ｔｒａｊｅｃｔｏｉｙ?ｏｆ?ｔｈｅ?Ｃｉｒｃｕｌａｒ?Ｄｉｓｃ?Ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ?Ｇｌｉｄｅｒ??如圖２．４，本文采用體坐標系和慣性坐標系描述水下滑翔機的運動，屮慣性坐標??系Ｅ－Ｐｗ固定于慣性空間，其中Ｅｃｏ的方向與重力的方向相同，體坐標系ｏ－ｘｚ的原點位于??滑翔機的形心處，坐標軸如圖所示。由于圓碟形水下滑翔機是軸對稱形狀，因此向左穩(wěn)??７??

３．２球－環(huán)－環(huán)耐壓殼參數(shù)化建模??在建模之前定義參數(shù)，將球－環(huán)－環(huán)耐壓殼整體半徑Ｒ，中心球半徑Ｒ！，小環(huán)截面圓??半徑Ｒ２，大環(huán)的截面圓半徑中心球圓心和小環(huán)截面圓心之間距離Ｌｉ，小環(huán)截面和??大環(huán)截面圓心之間距離Ｌ２，耐壓殼凸緣的高度為Ｔ；耐壓殼體厚度Ｘ！，小環(huán)肋厚度Ｘ！，??大環(huán)肋厚度Ｘ２。球－環(huán)－環(huán)耐壓殼拓撲結(jié)構(gòu)圖如圖３．３所示。??ｘ２?ＪＬ，?ｘ４Ｌ?＾????Ｌ１???１２????Ｒ???圖３．３球－環(huán)－環(huán)耐壓殼拓撲結(jié)構(gòu)圖??Ｆｉｇ．?３．３?Ｔｏｐｏｌｏｇｉｃａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｂａｌｌ－ｒｉｎｇ－ｒｉｎｇ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｓｈｅｌｌ??對球－環(huán)－環(huán)形耐壓殼的優(yōu)化設計，保證Ｒ、Ｒ｜、ｒ２、ｒ３、Ｌｌ、Ｌ２、Ｔ不變前提下，對??耐壓殼的變量：Ｘ，、Ｘ２、Ｘ３，對進行參數(shù)建模和設計優(yōu)化。表３．２顯示球－環(huán)－環(huán)耐壓殼初??始設計參數(shù)。??表３．２初始設計耐壓殼幾何參數(shù)??Ｔａｂ．?３．２?Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｉｎｉｔｉａｌ?ｄｅｓｉｇｎ?ｏｆ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｓｈｅｌｌ??定量?ｎ?？??參數(shù)?Ｒ?Ｒｉ?Ｒ：?Ｒｉ?Ｌ，?Ｌ２?Ｔ?Ｘ，?Ｘ２?Ｘ３??尺寸／ｍｍ?３７５?１３６?７０?３４?２１０?１０８?７?５?１０?１０??對球－環(huán)－環(huán)形耐壓殼進行靜力學分析，由于球－環(huán)－環(huán)形耐壓殼是環(huán)形循環(huán)對稱結(jié)構(gòu)，??為提高計算精確度和減小計算量，只采用９０°的范圍對模型計算。??耐壓殼的靜力學分析基本流程如圖３．４，初始設計計算結(jié)果如表３．３。??１１??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]我國水下滑翔機技術發(fā)展建議與思考[J]. 錢洪寶,盧曉亭.  水下無人系統(tǒng)學報. 2019(05)
[2]復合材料耐壓殼環(huán)肋加強區(qū)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計[J]. 楊卓懿,王亞楠,宋磊,王俊俊.  玻璃鋼/復合材料. 2019(05)
[3]一種聯(lián)翼式水下滑翔機外形優(yōu)化設計方法[J]. 李天博,王鵬,孫斌,黎程山.  哈爾濱工業(yè)大學學報. 2019(04)
[4]基于組合優(yōu)化算法的碟形水下滑翔機結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J]. 甄春博,邱吉廷,英揚,王天霖,于鵬垚.  科學技術與工程. 2019(09)
[5]圓碟形水下滑翔機外形設計研究[J]. 于鵬垚,沈聰,王天霖,張博然.  中國造船. 2018(04)
[6]碟形水下滑翔器耐壓殼的結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J]. 劉德良,曹淑華,王天霖,路慧彪.  海洋技術學報. 2018(03)
[7]水下滑翔機技術發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]. 沈新蕊,王延輝,楊紹瓊,梁巖,李昊璋.  水下無人系統(tǒng)學報. 2018(02)
[8]波浪滑翔器縱向速度與波浪參數(shù)定量分析[J]. 桑宏強,李燦,孫秀軍.  水下無人系統(tǒng)學報. 2018(01)
[9]“海翼”深�；杵剖澜缂o錄[J]. 倪偉波.  科學新聞. 2018(01)
[10]拉丁超立方抽樣在非能動系統(tǒng)可靠性分析中的應用與發(fā)展[J]. 蔣立志,蔡琦,張永發(fā),時浩.  核科學與工程. 2017(05)

博士論文
[1]混合驅(qū)動水下滑翔機系統(tǒng)設計與運動行為研究[D]. 劉方.天津大學 2014

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



本文編號：2952781