4500米级载人深潜器耐压球壳疲劳可靠性分析

采用能计及裂纹闭合以及裂纹前缘的三维约束效应的裂纹扩展预报模型对我国研制中的4500米载人深潜器钛合金耐压球壳的疲劳寿命研究。参考国外同级别深潜器下潜统计数据建立了疲劳载荷概率模型,基于响应面法开展了疲劳可靠性分析,得到了失效概率及各随机变量参数敏感性结果,对载人球壳抗疲劳设计及结构安全性评估具有一定的参考意义。     

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。     

沉浸式载人深潜器布放交互仿真系统

针对现有载人深潜技术培训中采用实艇培训的风险大、成本高、培训周期长以及缺乏宣传教育平台的现状,开发载人深潜器布放回收的三维交互仿真系统。采用3ds Max创建支持母船、深潜器以及A型架等结构的三维模型,利用Unity3D引擎实现深潜器布放回收过程的操纵交互,提出驱动A型架旋转的液压杆运动数学模型以及头盔视线碰撞检测代替鼠标悬停的物体拣选方法,最终采用虚拟现实头盔作为视景显示方式,逼真的模拟深潜器布放回收的整个过程。该仿真系统具有可交互性和高度沉浸感,可作为深潜器布放操作人员的培训系统以及深潜技术的宣传教育平台。     

双功型深潜器的总体设计

介绍了一种具有带缆遥控自由自航与载人自由自航两种功能的不下探测与作业双功型深潜器，并对深潜器的系统１装置和总体及其模型试验、实船试验和了详细叙述。     

高强度钛合金深潜器载人舱在三种不同类型载荷下的裂纹扩展预报

随着安全性要求的提高,深潜器耐压舱的疲劳寿命评估变得越来越重要。对于耐压舱,在其服役期间经历的载荷历程包括扰动疲劳载荷和相对稳定的蠕变载荷,目前尚未有公认合适的模型来描述这一载荷谱历程。传统疲劳寿命预报方法通常忽略蠕变效应导致疲劳寿命预测较大的不确定性。为了更清楚地理解这一机理,该文对深潜器耐压舱用β-退火钛合金TC4 ELI的裂纹扩展率进行了理论分析,分别引入了三种类型载荷作用下的裂纹扩展率模型。并开展了在包含过载和保载载荷的一系列循环三角载荷下的疲劳裂纹扩展试验,对理论模型进行了验证,为合理评估深海载人潜水器的疲劳寿命提供了基础。     

载人深潜器在海洋开发中的作用与现状

载人深潜器在海洋开发领域中发挥的重要作用备受人们关注。特别是在美、英、法、俄及日本等载人深潜器的应用及研究强国的推动下，关键技术获得突破，最新形式的载人深潜器不断涌现及随着计算机等高新技术的引入，使载人深潜器无时无刻不在发生着深刻的变化。载人深潜器正在发挥着其他形式的潜器无法替代的优势。     

沉浸式载人深潜器布放交互仿真系统

针对现有载人深潜技术培训中采用实艇培训的风险大、成本高、培训周期长以及缺乏宣传教育平台的现状,开发载人深潜器布放回收的三维交互仿真系统.采用3ds Max创建支持母船、深潜器以及A型架等结构的三维模型,利用Unity3D引擎实现深潜器布放回收过程的操纵交互,提出驱动A型架旋转的液压杆运动数学模型以及头盔视线碰撞检测代替鼠标悬停的物体拣选方法,最终采用虚拟现实头盔作为视景显示方式,逼真的模拟深潜器布放回收的整个过程.该仿真系统具有可交互性和高度沉浸感,可作为深潜器布放操作人员的培训系统以及深潜技术的宣传教育平台.     

新一代无人深潜器

日本三菱重工公司为日本海洋技术中心建造了一种无人深潜器。该无人深潜器不需要母船即可行走，是进行海水采样、海底调查等各种观测的新一代水下机器人。该深潜器长10米，宽1.3米，高1．5米，呈圆锥流线型．自重近7吨，可搭载各种观测仪器，最大下潜深度为3500米。     

HuiginⅡ号UUV用的碱性铝—过氧化氢动力源

1992－1993年，挪威国防研究所（FFI）研制了一艘用镁／溶解氧海水电池（SWB）为动力的AUV－Demo号无人深潜器（UUV），此深潜器由水舰船通过声纳联系控制，高比能的SWB使1吨的深潜器可在4节速度下续航里程达1200海里，因为此电池体系的功率较低，所以深潜器上所载仪器设备的功率非常小，在给该深潜器找应用对象时，发现：无人深潜器（UUV）的潜在使用者对如此长的续航里程不感兴趣，而要求仪器设备的功率要比用SWB时的大，普通的蓄电池或是比能量低（如铅酸，镉镍蓄电池），或是价格高，寿命短（如锌－银蓄电池）。     

球柱结合壳焊趾表面裂纹坐标变换有限元建模方法及应力强度因子计算

深潜器的上浮和下沉会使得耐压壳体舱口球柱连接位置存在随时间变化的交变应力,这有可能引起疲劳破坏,运用裂纹扩展理论进行疲劳预报时需要解决舱口球柱连接位置的应力强度因子计算问题。推荐一种坐标变换建模法,能够解决球柱结合壳焊趾表面裂纹有限元建模的问题;通过圆管、T型相贯管节点表面裂纹的计算,验证所推荐方法的精度;以4 500 m级载人深潜器为研究对象,计算一定潜深时耐压壳舱口焊趾表面裂纹的应力强度因子。所推荐的方法同样适用于圆柱体、圆锥体、球体或其组合体型式的耐压结构典型节点三维裂纹应力强度因子计算。     

载人深潜器运动操纵模拟

为检验和评估载人深潜器的运动特性,针对深潜器的特点,建立了6自由度空间运动仿真数学模型;提出了载人深潜器实时运动模拟的原理和方法,进行了载人深潜器典型运动轨迹和姿态的仿真计算.仿真计算结果表明,所提出的深潜器操纵运动模拟方法能实时预报载人深潜器的操纵机动,解决了载人深潜器运动操纵模拟器研制中的核心技术问题.     

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。     

载人深潜器支持母船发展现状与思考

通过分析研究国外载人深潜器支持母船发展现状,针对我国"蛟龙号"载人深潜器技术特点,提出其支持母船在安全性、合理性、装备支持、业务拓展等方面的一些思考,对于下一步我国载人深潜器支持母船设计建造具有一定的指导意义。     

深海充油压力补偿式银锌蓄电池系统的研究

根据总体设计的要求,在深潜器的研制中,采用深海充油压力补偿式银锌蓄电池系统作为能源装置。将大容量银锌蓄电池浸在绝缘油内,成箱放在深潜器耐压壳体外面,蓄电池要承受深海巨大的海水压力。采用这种方式要妥善地解决氢气排放、压力补偿、系统电气绝缘、水密贯穿和散热等问题,在技术上难度较大。本文介绍了该项研究的主要成果和结论。     

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。     

基于模糊综合评判理论的载人深潜器操纵技巧评价方法

简要介绍了模糊综合评判的基本理论及其评判原理;简述了模糊综合评判多层次模型的建模与分级评判方法;提出了载人深潜器航行和作业技巧综合评价体系,构建了载人深潜器操纵技巧综合评价的二级模型,对航行和作业技巧综合评价的各因素及权重的确定方法作了说明,并在载人深潜器操纵仿真系统上进行了模拟运行,获得了预期的效果.如果考虑海况、海底海流、海底地质地形、作业对象等因素,该方法可运用于实艇海上驾驶作业训练的综合评价.     

《勘察》型深潜器母船

《勘察》型深潜器母船为采用991Ⅱ布缆船船型、柴油机推进、钢壳、前倾首柱、近似方尾、双可调桨、双流线平衡挂舵及首部侧推装置的自航工程船。由中国船舶及海洋工程设计研究院设计,中华造船厂建造的深潜器母船《勘察》一号和《勘察》二号已分别于1981年8月、1983年5月进行海上试航,在五级风、三级浪海况下作吊放、回收深潜器作业和深潜器水下观察潜水以及潜水员出入的试验。试验证     

HuginⅡ号UUV用的碱性铝——过氧化氢动力源

1 引言1992-1993年,挪威国防研究所(FFI)研制了一艘用镁/溶解氧海水电池(SWB)为动力的AUV-Demo号无人深潜器(UUV).此深潜器由水面舰船通过声纳联系控制.高比能的SWB使1吨的深潜器可在4节速度下续航里程达1200海里.因为此电池体系的功率较低,所以深潜器上所载仪器设备的功率非常小.在给该深潜器找应用对象时,发现:无人深潜器(UUV)的潜在使用者对如此长的续航里程不感兴趣,而要求仪器设备的功率要比用SWB时的大.普通的蓄电池或是比能量低(如铅酸、镉镍蓄电池),或是价格高、寿命短(如锌-银蓄电池).     

为美国建造的74mROV供应船“海潮”号下水

99年10月20日下午,烟台莱佛士船业有限公司为美国潮水公司建造的74mROV供应船“海潮”号举行了隆重的下水仪式。 “海潮”船长74.5m,功率5760kw,航行水域为无限航区,入美国ABS级。该船装有遥控操作深潜器,可在船上对放下的深潜器进行遥控操作,便于对海底井头、油管进行检修;该船具有的电力推进系统、发电机     

搜寻海底热泉

一条深海电筒鱼,在黑暗、冰冷、死一般静寂的海底,打着那盏淡蓝色的长明灯,板着冷酷的面孔,慢慢地朝“阿尔文”号载人深潜器游来,它打量着这从未见过的不速之客,绕了“阿尔文”号深潜器一圈,从嘴里吐着气泡,之后,又慢慢地离开了,消失在黑暗中。这惊奇的一幕,破坏了深潜器内几位科学家的情绪。在1500米的