藕节形大深度潜水器耐压壳体强度与稳定性研究.pdf

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1、第14卷第l一2期2010年2月船舶力学JoumalofShipMechanie8VoLl4No．1—2Feb．2010文章编号：1007-7294(2010)Ol-007和10藕节形大深度潜水器耐压壳体强度与稳定性研究伍莉1，陈爱志3，陈小宁1，张涛2，刘土光2，刘(1武汉市第二船舶设计研究所，武汉430064；2华中科技大学交通学院船海系，武汉430074；3海军驻431厂代表室，辽宁葫芦岛125004)摘要：藕节形切弧连接耐压壳体是大深度潜水器耐压壳体的一种新型结构形式。文章采用有限元方法，针对缺陷幅值半径比在O．05％~o．5％之间、厚度半径比在5％一9％之间、球壳间距半径

2、比在1．9—2．7之间、连接角在400_650之间的三藕节切弧连接耐压壳体，进行了强度和稳定性分析；采用最小二乘法进行公式拟合。提出三藕节切弧连接耐压壳体非线性强度公式和稳定性公式，为藕节形大深度潜水器耐压壳体的结构设计提供依据。关键词：大深度潜水器；耐压壳体；强度；稳定性中图分类号：U661。4文献标识码：AStrengthandstabilitystudyofmultipleintersectingspheresf10rgreatdeep—submergedpressurehuUWUL0，CHE强Ai—zhp，CHENX洒—n证91。ZHANGT61分，LlUTu一謦姗91，L

3、lUJ讲(1Wuh蚰SecondShipDesi印蚰dResearchIn8titute，Wull蚰430064，China；2Cnlk咎0f’Ih伍cscience帅dEngille啦，Huazh0IlgUniv．of蹦．“T砒．，WlIIlan430074，China；3NavyO伍ceof431Shipbuilding，Hulud∞125004，China)Abstract：Multipleinte璐ectingspheresoftangent盯cconnectiVepressurehuUi8anewstmcturalstyle0fgreatdeep—submergedpre

4、s鲫rehUdl．Co璐id谢ngtllee雎ctofmaterialnonlineaJi哆andinitialdenection，t}Iestrengtllandstabilit)，ofaseriesoftllreeinte瑙ectingspheresoftangentarcconnectivepressurehuUswith五in0．05％加．5％，如in5％一9％，‰in1．9—2．7，pin400一650weregn地edbyfin沁一elementmetllod．Addi-tionauy，usingleast—square8procedure，tllefo珊ul嬲ofno

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6、engthandstabilityforthreeinte璐ect-ing叩here8oftangentarcconnectivepressurehuUwereprop08ed．Thesefo咖ul嬲c肌proVidereferenceforthestnIcturaldesignofthisnewstmcturalst)rleofpressurehull．KeyworlIs：deep—submadne；pressurehull；strengtIl；stabili够1引言耐压壳体的强度和稳定性性能是大深度潜水器研究的关键，近年来引起了国内外各学者的关注。关于大深度

7、潜水器耐压壳体的研究大多集中在球形和圆柱形结构上。远藤伦正【-l率先对Ti4一V一6钛合金材料球形大深度耐压壳体模型的稳定性进行了试验研究。陆蓓田，李良碧‘3睬用有限元法，分析了球形潜水器耐压壳体的临界压力与几何参数之间的影响曲线。王仁华问采用有限元法，研究了几何缺陷对球壳结构的稳定性影响。IJiangcho_chun衍究了材料、重量排水量之比对深球形和椭球形潜器耐收稿日期：2009一06一05作者简介：伍莉(1982一)，女，硕士，武汉第二船舶设计研究所工程师。第1—2期伍莉等：藕节形大深度潜水器耐压壳体⋯75压壳体稳定性的影响。刘涛问考虑材料非弹性影响，给出了圆柱形潜水器耐压壳

8、体稳定性的简易公式。对于耐压壳体的结构形式，从重量一排水量比的角度来看，球形最佳，而圆柱形有较高的空间利用率，综合两者的优点，新近出现了如图1所示的藕节形耐压壳体这种新的结构形式。“angch铲Chun∥采用EIPF(extendedinteriorpenal哆)和DFP(Davidon—netche卜Powell)方法，研究了多球壳连接的大深度潜水器耐压壳体的优化设计问题。为了改善图1中球壳直接相连导致的强度和稳定性问题，伍莉I州提出了如图2所示的切弧连接这种新型的