大深度潛水器耐壓殼體結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析與優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、本文通過理論分析和數(shù)值計(jì)算對球形和藕節(jié)形大深度潛水器耐壓殼體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性性能進(jìn)行系列研究，并分析了各種參數(shù)對其力學(xué)性能的影響，參考規(guī)范編程對這兩種耐壓殼體進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，為球形和藕節(jié)形大深度潛水器耐壓殼體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了依據(jù)和參考。主要內(nèi)容如下：
　　 ⑴針對球形耐壓殼體，考慮非線性以及初始缺陷的影響，提出了球形缺陷厚殼的非線性穩(wěn)定性計(jì)算公式，其理論結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符，同時(shí)采用有限元方法驗(yàn)證了該理論公式的正確性。采用理論公式，對

2、缺陷幅值-半徑比在0.1%～0.5%之間、厚度-半徑比在5%～9%之間的系列球形大深度潛水器耐壓殼體進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性分析。參考潛艇規(guī)范，對球形大深度潛水器耐壓殼體進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　 ⑵提出了一種新型的大深度潛水器耐壓殼體——藕節(jié)形切弧連接耐壓殼體，和傳統(tǒng)的藕節(jié)形耐壓殼體相比，它有更好的力學(xué)性能。采用有限元方法，針對缺陷幅值-半徑比在0.05%～0.5%之間、厚度-半徑比在5%～9%之間、球殼中心間距-半徑比在1.9～2.7之

3、間、連接角在400～650之間的三藕節(jié)切弧連接耐壓殼體，進(jìn)行了強(qiáng)度和穩(wěn)定性分析。并且采用最小二乘法進(jìn)行公式擬合，提出三藕節(jié)切弧連接耐壓殼體非線性強(qiáng)度公式和穩(wěn)定性公式。
　　 ⑶考慮初始缺陷和材料、幾何非線性的影響，參考潛艇規(guī)范，采用外點(diǎn)罰函數(shù)(OPF)法的結(jié)構(gòu)優(yōu)化程序，研究了三藕節(jié)切弧連接耐壓殼體的優(yōu)化設(shè)計(jì)。在研究中，耐壓殼體的厚度-半徑比、球殼中心間距-半徑比、連接角是設(shè)計(jì)變量，考慮強(qiáng)度、穩(wěn)定性、以及幾何約束，使得浮力因子最小