载人潜水器耐压壳结构临界失稳压力研究.pdf

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1、第24卷第3期(总第141期)船舶V01．24No．32013年6月SHIP＆B0ATJune，2013[船舶结构]载人潜水器耐压壳结构临界失稳压力研究曲文新韩端锋刘峰(哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001)[摘要]采用线性屈曲与非线性屈曲中的弧长法对载人潜水器耐压球壳的稳定性进行分析，分别采用CCS、GL两种规范进行校核与比较，改进观察窗座的结构形式；并针对多开孔球壳模型，采用弧长法分析其临界失稳压力，以保障人员及设备的正常工作与运转。[关键词】载人潜水器；耐压球壳；弧长法；临界失稳压力[中图分类号]U663．1【文献标志码]A【文章编号】1001—9855(2013)03—0042

2、—06nKSearc0n0ncri■t·●ica-l-Duc⋯KIin2pressureOtnmanned'SU·bmersi⋯Dlepressure⋯11U11QuWen-xinHANDuan—fengUUFeng(CollegeofShip-buildingandMarineEngineering，HarbinEngineeringUniversity，Harbin150001，China)Abstract：，I11ispaperanalyzesthestabilityofsphericalpressurehullofmannedsubmersiblebyarc-lengthmethodi

3、nlinearandnon-linearbuckling．ItimprovesthestructuralformofobservationwindowsafterthecheckandcomparisonofresultsobtainedbyCCSandGLregulations．Italsoanalyzesitscriticalbucklingpressureofsphericalhullwithmulti-holeshyare-lensthmethod．whicheusuresthatpersonnelworksnormallyandequipmentlUllSorderly．Keywor

4、ds：mannedsubmersible；sphericalpressurehull；arc-lengthmethod；criticalbucklingpressure行了优化设计：刘涛给出了一个潜器耐压壳体屈O引言曲压力的简易计算方法和公式并进行了验证：WALTERW和URSULAA利用数值计算方法研究载人潜器的耐压壳承受着深水的压力，要保证了初始缺陷、材料与几何非线性与边界条件对球壳人员能够在里面进行正常的操作与生活．必须保证屈曲的影响[53。其具有足够的强度与稳定性，而临界失稳压力得到本文潜器设计潜深1500m，采用单球形耐压了国内外很多学者的关注与研究。伍莉引入一缺陷壳，内径2．1m，

5、利用中国船级社(CCS)和德国船级项对经典薄壳稳定性公式进行了改进并通过有限社(GL)两种规范对设计模型进行校核；利用线性屈元分析确定了该缺陷项。并对耐压壳进行了优化设曲与非线性屈曲两种有限元分析方法分析模型的稳计⋯。李良碧，王仁华等利用有限元分析研究了球壳定性．对观察窗座结构形式进行了一定的改进，分析失稳临界压力以及其厚度与直径的关系曲线，方便了初始挠度对模型临界失稳压力的影响以及多开孔了耐压球壳的设计[2]；廖煜雷等研究了规范中强度球壳模型的临界失稳压力并针对局部区域提出了加与屈曲公式对厚度t的一元化转变并对耐压壳体进强方法[基金项目]教育部重大科研专项(311034)。[收稿日期]201

6、2—10—08；[修回日期]2012一ll一12[作者简介]曲文新(1987一)，男，硕士，研究方向：船舶总体设计与方法、船体强度分析。韩端锋(1966一)，男，博士，博士生导师，教授，研究方向：船舶与海洋工程模拟仿真系统研究、数字化造船技术和总体设计技术与方法。刘峰(1982一)，男，博士，研究方向：载人潜水器总体设计与系统集成、潜水器设计理论与优化方法。42曲文新。等：载人潜水器耐压壳结构临界失稳压力研究1潜器规范计算临界失稳力套计算方法，本文主要采用CCS、GL潜器规范对本文的模型进行屈曲计算与校核，模型几何物理参数各国潜水器规范对球壳屈曲都给出了自己的一见表1。表1模型几何物理参数1．

7、1CCS规范屈曲计算与校核[3．按式(1)计算并应满足式(2)要求。CCS潜器规范规定．整球壳体板临界失稳压力=G(1)：0．84ECz(3)Pc≤(2)=ej2c(4)c=1．6536(~-)。(0．00l<￡／R<0．2)(5)-3arctan(_1．4924[()_1-5】)+0．0053(厂+0．0969(导)+0．6616(6)式中：为弹性临界压力，MPa；为球壳临界失稳R为最大局部平均