【摘要】：海洋,蘊(yùn)藏著總量巨大、種類豐富的自然資源,隨著人類社會(huì)的發(fā)展,人們?cè)絹?lái)越意識(shí)到海洋的重要性。然而,人類已經(jīng)能夠輕易地在地表任何地方留下足跡,能夠?qū)⒆约核腿胪馓?卻很少有國(guó)家可以暢游海底,探尋大洋深處的秘密,深海高壓環(huán)境制約了人類對(duì)深層的海水的探索。深海耐壓結(jié)構(gòu)為水下機(jī)器人的儀器設(shè)備提供了常壓工作環(huán)境,保證艙內(nèi)儀器設(shè)備安全可靠運(yùn)行,圓柱型的耐壓艙是水下滑翔機(jī)最常用的耐壓結(jié)構(gòu)。耐壓艙不僅是深海靜水壓力的主要承擔(dān)者,同時(shí)是滑翔機(jī)浮力的主要提供者。水下滑翔機(jī)是一種將水下機(jī)器人技術(shù)與海洋浮標(biāo)技術(shù)相結(jié)合、通過(guò)改變自身凈浮力(重力與浮力之差)和重心相對(duì)體心的位置提供驅(qū)動(dòng)力的新型水下機(jī)器人系統(tǒng)。本文研究的內(nèi)容,就是設(shè)計(jì)一種新型的水下滑翔機(jī)的耐壓艙,并利用有限元分析軟件ANSYS研究解決在設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題,得到水下滑翔機(jī)耐壓艙設(shè)計(jì)的最優(yōu)方案。本論文首先介紹了國(guó)內(nèi)外主要水下滑翔機(jī)發(fā)展和使用情況,簡(jiǎn)述了當(dāng)代主流工程應(yīng)用有限元分析軟件—-ANSYS,并闡述了課題的來(lái)源及研究意義,介紹了論文的研究?jī)?nèi)容。在此基礎(chǔ)之上,對(duì)水下滑翔機(jī)的耐壓艙結(jié)構(gòu)進(jìn)行了全新的設(shè)計(jì),并利用ANSYS軟件模擬它在深海高壓條件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性表現(xiàn),得到最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。首先根據(jù)水下滑翔機(jī)的設(shè)計(jì)要求初步敲定了耐壓艙的結(jié)構(gòu)和尺寸,耐壓艙為圓柱型結(jié)構(gòu),包含耐壓艙筒身及其端蓋。筒身的設(shè)計(jì)選用了不同的材料,并利用ANSYS軟件對(duì)不同材料筒身進(jìn)行有限元仿真分析,在相同載荷和約束條件下改變筒身壁厚等,分別得到他們的整體形變情況和穩(wěn)定性,依據(jù)仿真結(jié)果選擇適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)身設(shè)計(jì)方案。耐壓艙端蓋的最優(yōu)設(shè)計(jì)方案也是通過(guò)對(duì)比同等載荷和約束條件下不同形狀和厚度的ANSYS仿真結(jié)果得到。在筒身與端蓋連接處設(shè)計(jì)了耐壓艙的密封結(jié)構(gòu),并依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)了密封的溝槽的寬度和深度以及0形圈規(guī)格尺寸。最后,根據(jù)最優(yōu)設(shè)計(jì)方案制作完成的耐壓艙分別通過(guò)了水壓可靠性和爆破性試驗(yàn),充分驗(yàn)證了耐壓艙的可靠性,并且得到了它的耐壓極限。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U674.941

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本文編號(hào)：2781138