深潜器耐压结构研究现状及发展趋势

本文介绍了深海潜水器技术强国在该领域的发展现状及发展趋势.在此基础上,针对深海潜水器耐压结构,分析了选用不同材料耐压结构的优缺点,并重点对复合材料耐压结构的研究现状进行综述.结合第三代深潜器对水动力特性的要求,总结了耐压结构构型的研究现状,提出椭球形的构型设想.最后讨论了深海潜水器耐压结构的发展趋势.     

超大潜深潜器耐压结构参数设计可行区域研究

快速选取潜器耐压结构参数是超大潜深潜器总体结构方案论证的需要。针对采用高强度钢和超高强度钢材料典型带肋圆柱壳结构,在分析超大潜深潜器耐压结构强度标准和强度计算方法的基础上,提出超大潜深潜器耐压结构参数设计可行区域设想和可行区域边界计算方法。通过编程计算,绘制出超大潜深潜器耐压结构参数设计可行区域图谱,为超大潜深潜器总体结构方案论证提供一个有力的设计工具。     

深潜器耐压壳体结构机械阻抗特性分析

深潜器耐压壳体是所有系统设备、管路及其附件的终端支撑基础.通过弹性支承作用于耐压壳体并以弹性波的形式向外辐射是系统振动噪声传递的主要途径之一.根据机械阻抗理论基础,通过有限元分析软件建模与仿真计算,对耐压壳体的机械阻抗特性进行研究,结果表明:在低频段,耐压壳体的机械阻抗值较低,通过壳体的振动噪声辐射严重;在高频段,机械...     

基于Isight球形深潜器耐压观察窗座结构优化设计

观察窗座设计是深海载人潜器耐压结构设计中的重要部分。论文针对潜深1500m的球形耐压结构观察窗座设计进行了研究。选择了了适宜的观察窗形式,采用接触有限元方法进行数值模拟计算。以位移和最大应力值为优化目标,采用非支配排序遗传算法,对观察窗座内侧结构进行了多目标优化设计并给出了优化结果。     

深海耐压结构研究现状和发展趋势

我国在深海资源开发和发展深海技术的背景下,不断进行装备的国产化攻关和关键技术的巩固与提升,并以此为目标基本完成了大深度载人/无人潜水器的谱系化建设.耐压结构设计、制造、测试和评估技术是深海装备发展的基础之一.对深海耐压结构在材料、结构型式、制造工艺等方面的研究现状进行回顾,对新型材料、仿生型结构的探索性研究成果以及制造工艺的突破性进展进行介绍,对未来深海耐压结构研究的发展趋势进行探讨.     

蛋形深潜器耐压壳变厚度优化设计

为了提高蛋形深潜器耐压壳的材料利用率及安全性,对蛋形耐压壳的厚度进行了优化设计。首先,建立了等厚度蛋形耐压壳有限元计算模型,分析了耐压壳的应力分布特征;然后,采用零阶优化方法在保持结构重量及容积不变的条件下改变耐压壳的厚度,并给出了优化后的耐压壳内外表面曲线拟合方程用于实际耐压壳的优化设计;最后,对比分析了蛋形耐压壳结构优化前后的最大应力值、应力分布以及屈曲强度,验证了优化后的耐压壳结构具有更好的安全性。该方法可为深潜器耐压壳结构的优化设计提供参考。     

潜水器耐压壳结构研究现状及展望

潜水器是海洋观测与作业的重要技术装备,耐压壳是潜水器的核心结构部件。论文介绍了国内外潜水器的发展概况,对不同类型潜水器耐压壳的结构形式、材料选用,强度与稳定性设计计算方法等进行综述,展望潜水器耐压壳研究和应用的方向。     

深潜器多球交接耐压壳结构性能研究

多球交接耐压壳综合了单球壳和加筋圆柱壳2种耐压壳的优点,是一种更加安全和经济的深潜器耐压壳结构形式.本文以极限强度和浮力系数为主要指标,研究了多球交接耐压壳各几何参数对结构性能的影响,并考虑了环向加强肋设于耐压壳外部的情况.在本文中,耐压壳的极限强度利用ANSYS软件通过非线性有限元方法计算得到;同时,还利用多学科设计优化软件iSIGHT,对多球交接耐压壳的4个几何参数进行试验设计,并以其对耐压壳的极限强度和浮力系数的主效应和贡献率为标准,评价了它们对于整体结构性能的影响.     

基于Kriging模型的深潜器多球交接耐压壳结构优化

基于Kriging模型对深潜多球交接耐压壳进行了结构优化研究.通过试验设计选取样本点,采用非线性有限元方法计算样本的极限强度,建立了Kriging模型,针对不同工作深度的耐压壳进行结构优化.研究结果表明,Kriging模型具有较高的精度,并且克服了优化算法与非线性有限元模型直接结合所带来的计算量巨大且难以得到正确的梯度信息的困难,是求解深潜多球交接耐压壳结构优化问题的有效途径.     

深海耐压结构健康监测实时安全评估方法和试验验证（英文）

文中提出了一种可直接用于深海耐压结构健康监测系统的结构强度安全性评估算法,该算法基于实时监测数据、结构基准状态和系统测量误差,与常规方法相比不需要建立监测对象结构模型。研究出的结构安全性实时评估方法在耐压结构模型压力筒破坏试验中进行了验证,结果表明,结构健康监测系统在耐压结构破坏前发出了报警信息,与常规基于模型的结构安全性评估方法相比,报警压力值提高了0.76 MPa,对深海耐压结构的使用具有重要的工程价值。     

考虑残余应力效应的深潜器耐压壳体疲劳研究

本文考虑焊接残余应力的影响,给出包含裂纹萌生和裂纹扩展全过程的载人深潜器耐压球壳疲劳寿命预报方法,分别基于局部应力-应变法和能计及负应力比效应的裂纹扩展单一曲线模型预报了耐压球壳的工艺疲劳寿命和使用疲劳寿命,研究焊接残余应力大小对球壳疲劳寿命的影响。结果表明,忽略拉伸残余应力的影响将导致疲劳寿命预测结果偏于危险;耐压球壳整体受压时,拉伸残余应力使得球壳局部区域承受拉-压循环载荷,计算使用疲劳寿命过程中须考虑其影响;降低拉伸残余应力可有效提高耐压球壳的疲劳寿命。     

深潜器耐压壳体电缆填料函间隙泄漏分析

文章针对深潜器耐压壳体电缆填料函间隙泄漏,建立填料函间隙泄漏模型,并进行间隙泄漏量的理论分析;根据填料函泄漏量的影响因素,设计泄漏量正交仿真组,利用计算机仿真技术对各试验组的填料函间隙泄漏模型进行仿真分析,得出各仿真模型泄漏发生时的动态过程,并计算出各模型的泄漏量。运用矩阵分析法对各模型泄漏量进行计算分析,得出各因素对泄漏量的影响权重。     

双曲率旋转式耐压薄壳应用及静强度研究进展（英文）

本文从潜艇耐压结构承载能力、耐撞性能、噪声控制、水动力性能等角度出发,结合耐压结构近几年发展动态,提出环肋双曲率旋转式耐压结构是未来潜艇的重要发展方向。分析了双曲率旋转式薄壳（如球壳、蛋形壳等）在耐压结构中的应用研究情况,指出目前双曲率耐压壳大多依靠形状优势承压,对初始几何缺陷敏感度较高,不宜直接用于潜艇耐压艇体。静强度计算方法研究现状表明数值计算方法为主流,需开展快速计算方法研究以用于工程设计。基于潜艇耐压结构使用要求,提出环肋双曲率旋转式耐压薄壳结构的计算模型,并提出有待研究的科学问题。最后对潜艇耐压结构的发展方向进行了探讨。     

无人船研究现状及内部构造展望（英文）

Following developments in artificial intelligence and big data technology, the level of intelligence in intelligent vessels has been improved. Intelligent vessels are being developed into unmanned surface vehicles (USVs), which have widely interested scholars in the shipping industry due to their safety, high efficiency, and energy-saving qualities. Considering the current development of USVs, the types of USVs and applications domestically and internationally are being investigated. USVs emerge...     

深潜器多球交接耐压壳室温蠕变-疲劳特性研究

为了揭示钛合金深潜器多球交接耐压壳在实际作业过程中的蠕变-疲劳特性,通过定义的比例因子建立考虑蠕变损伤演化速率拉压不对称时的室温蠕变-疲劳损伤模型,通过对ABAQUS软件进行二次开发,基于蠕变-疲劳损伤模型和自动周期跳跃算法,建立了适用于深潜器多球交接耐压壳结构的蠕变-疲劳损伤数值模拟方法。数值分析结果显示,多球交接耐压壳结构的热点位置在承受拉伸载荷时,蠕变损伤对结构的蠕变-疲劳寿命影响显著,而承受压缩载荷时几乎不产生蠕变损伤;当作业水深增加时,蠕变-疲劳裂纹萌生寿命的减少速度明显高于疲劳裂纹萌生寿命的减少速度;当处于相同水深时,保载时间增加会使结构的蠕变-疲劳裂纹萌生寿命减少,但耐压壳的实际可作业时间大幅提升。研究结果可为多球交接耐压壳蠕变-疲劳强度的计算提供参考。     

静水压力下纤维缠绕复合材料壳体耐压因子的优化设计（英文）

基于遗传算法和数值分析一体式优化平台,以设计压力因子为目标函数,结构失稳和材料静强度破坏为约束条件,纤维缠绕策略和铺层方式为变量,对静水压力作用下碳/环氧、硼/环氧和玻璃/环氧等三种复合材料壳体的耐压因子进行优化设计。结果表明,复合材料耐压壳体在深海环境下能够提供充足的正浮力;对于不同的复合材料,最大设计压力受限的因素有所不同,主要受限于结构失稳或材料强度破坏;纤维缠绕策略和铺层方式对设计压力因子具有显著影响。文中最后提出变厚度设计、复合材料肋骨等增强方式,旨在解决结构失稳或材料强度破坏对最大设计压力的限制,研究成果可为复合材料耐压壳体结构设计提供参考。     

一种新型深潜器耐压壳的非线性屈曲计算

纵环加筋圆柱形耐压壳作为一种新型的耐压壳结构,之前对它的屈曲研究大多是基于线弹性理论的屈曲模态和极限承载力计算。由于没有考虑几何和材料非线性,计算值同实验值相差较大,要结合实验对计算结果进行修正。本文将非线性屈曲问题转变为线性静力学问题求解,对纵环加筋圆柱形耐压壳进行了非线性屈曲计算。具体数值计算工作使用专业计算软件完成。非线性屈曲计算结果在屈曲模态上与实验吻合,说明采用的计算方法是合理的。本文对具有不同程度初始缺陷的耐压壳进行了数值计算,证实初始缺陷越大承载能力越低。文中的计算方法和结论可为深潜器耐压壳的设计提供参考。     

全海深双球连接耐压舱的结构设计探索（英文）

钛合金耐压球壳被广泛地应用于大深度载人潜水器。但是,由于受到材料强度的限制,若采用成熟的Ti-6Al-4VELI来设计3人型的全海深载人舱,其壁厚将超出很多国家的现有制造能力。为了解决这一矛盾,该文提出了一种新的双球连接的方案,并以中国船级社最新的强度标准作为优化约束条件,用有限元分析法对这种结构形式进行了优化设计。最后,对双球结构方案与传统单球方案作了比较。