基于有限元方法的深水a(chǎn)uv主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析

1、 基于有限元方法的深水 基于有限元方法的深水 AUV 主體結(jié)構(gòu) 主體結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)與分析 設(shè)計(jì)與分析 Design and Analysis of Main Structure for the Deepwater AUV Based on Finite Element Method 專(zhuān) 業(yè)：機(jī)械工程 作者姓名：劉飛 指導(dǎo)教師：王樹(shù)新 教授 天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2012 年 12 月 I 摘 要 摘 要 本文所研究的深水 AUV

2、 系統(tǒng)主要用于深水油氣資源勘察任務(wù)。該 AUV 系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)由主體框架、前艙框架、集線(xiàn)艙和傳感器固定裝置組成。主體框架和前艙框架是主要承力結(jié)構(gòu)，傳感器、耐壓艙和電池等皆安裝于該結(jié)構(gòu)之上。集線(xiàn)艙和傳感器固定裝置裝載了控制系統(tǒng)和傳感器系統(tǒng)的重要電子設(shè)備。 在水下航行、起吊、回收和運(yùn)輸過(guò)程中，主體結(jié)構(gòu)必須具有足夠的強(qiáng)度以承受多種情況下的分布載荷。 為了滿(mǎn)足深水 AUV 系統(tǒng)的使用需求，本文對(duì)主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)及有限元分析。在完成深水 A

3、UV 加工制造之后，對(duì)其主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了大量的測(cè)試試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了本文通過(guò)有限元分析得出的設(shè)計(jì)結(jié)果和結(jié)論是準(zhǔn)確的。 本文的主要研究成果如下： 1. 計(jì)算了深水 AUV 運(yùn)行時(shí)的水阻力和能源消耗， 在此基礎(chǔ)上， 計(jì)算出深水電池的容量。 2. 設(shè)計(jì)了框架梁+橫肋+外殼的主體框架結(jié)構(gòu)，并對(duì)該結(jié)構(gòu)在陸地上和水中起吊時(shí)的強(qiáng)度進(jìn)行了有限元分析， 證明其強(qiáng)度滿(mǎn)足使用要求， 得出橫肋和外殼可以增加框架梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的結(jié)論。 3. 以布放回收時(shí)的強(qiáng)度有限元