發(fā)布時間：2017-03-28 12:05

  本文關鍵詞：深海高壓環(huán)境模擬系統(tǒng)的設計與研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在茫茫大海上做試驗是昂貴的、費時的，而且往往很難得出結論。為了消除外海實驗的必要性，能夠模擬深海環(huán)境條件的一些設施已經建成。目前，大多數深海高壓環(huán)境模擬設備規(guī)模都相對較小，使較大零部件的深海環(huán)境模擬實驗受到了很大限制。面對這樣的問題，我們對大容積的深海環(huán)境模擬器的需求越來越迫切。正是在水下空間模擬的局限性日益突出的形勢下，本課題應運而生，它是國內目前同等壓力下容積最大的深海高壓環(huán)境模擬器。 本文根據給定的技術指標，研究實驗艙體的結構方案、材料及安裝形式，基于GB150-2011“壓力容器”及JB4732-95“鋼制壓力容器—分析計算標準”等理論依據，完成深海高壓環(huán)境模擬實驗艙體的各部件的結構設計及相關部件的強度校核。最終確定各部件尺寸，并建立了艙體的三維模型。 研究高壓加卸載及穩(wěn)壓技術，開展深海高壓發(fā)生設備、裝置、管路和閥件的大體系統(tǒng)設計。確定實驗艙溫度控制方式，選擇要使用的設備類型，完成溫度控制系統(tǒng)的設計。選擇要使用的控制理論及控制系統(tǒng)硬件和軟件，完成數據采集及中央控制系統(tǒng)的主要框圖設計。 最后基于有限元軟件對實驗艙進行強度、剛度、疲勞分析，通過詳細討論了各部件的變形、應力及疲勞特性，并與部分理論計算結果對照，得到了相關結論，進一步驗證了實驗艙的安全性。
【關鍵詞】：深海模擬 結構設計 控制 有限元 疲勞
【學位授予單位】：青島科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH49
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 緒論9-24
• 1.1 高壓容器綜述9-16
• 1.1.1 高壓容器發(fā)展現狀9-10
• 1.1.2 高壓容器發(fā)展趨勢及新進展10-12
• 1.1.3 高壓容器筒體的主要結構類型12-14
• 1.1.4 高壓容器常用的密封結構形式及特點14-16
• 1.2 深海高壓環(huán)境模擬實驗艙16-21
• 1.2.1 深海高壓環(huán)境模擬設備的現狀16-18
• 1.2.2 國內外現有的深海高壓環(huán)境模擬實驗艙18-21
• 1.2.3 深海高壓環(huán)境模擬技術發(fā)展趨勢21
• 1.3 課題的選題背景、意義21-22
• 1.3.1 選題背景21-22
• 1.3.2 意義22
• 1.4 課題主要研究內容22-24
• 2 深海高壓環(huán)境模擬實驗艙結構設計24-42
• 2.1 高壓容器設計應考慮的問題24-25
• 2.2 深海高壓環(huán)境模擬實驗艙的技術指標及設計計算準則25
• 2.3 深海高壓環(huán)境模擬實驗艙的初步設計25-28
• 2.3.1 密封結構形式及安裝方式的選擇25-27
• 2.3.2 材料及制造方案的選擇27
• 2.3.3 初步設計方案27-28
• 2.4 深海高壓環(huán)境模擬實驗艙詳細結構設計28-41
• 2.4.1 筒體壁厚計算28-29
• 2.4.2 球封頭計算29-30
• 2.4.3 筒體端部計算30-33
• 2.4.4 抗剪環(huán)結構設計33-34
• 2.4.5 平蓋結構設計34-38
• 2.4.6 密封圈、密封圈托架、熱套38
• 2.4.7 深海高壓環(huán)境模擬實驗艙主要結構參數及裝配圖38-41
• 2.5 本章小結41-42
• 3 外圍附屬系統(tǒng)設計42-55
• 3.1 外圍附屬系統(tǒng)整體結構42-43
• 3.2 實驗艙壓力控制系統(tǒng)43-49
• 3.2.1 艙內壓力控制原理43
• 3.2.2 實驗艙壓力控制方案的確定43-44
• 3.2.3 實驗艙壓力控制系統(tǒng)的主體構成及工作過程44-47
• 3.2.4 實驗艙壓力控制系統(tǒng)的硬件相關說明47-49
• 3.3 實驗艙溫度控制系統(tǒng)49-52
• 3.3.1 壓力介質冷卻方案的確定49
• 3.3.2 實驗艙溫度控制系統(tǒng)49-52
• 3.4 數據采集及控制系統(tǒng)設計52-53
• 3.5 本章小結53-55
• 4 深海高壓環(huán)境模擬實驗艙筒體有限元分析55-78
• 4.1 ANSYS 與 ANSYS Workbench 概述55-57
• 4.2 有限元分析步驟57-59
• 4.3 有限元分析結果討論59-77
• 4.3.1 實驗艙整體59-61
• 4.3.2 筒體61-67
• 4.3.3 熱套67-69
• 4.3.4 平蓋69-72
• 4.3.5 抗剪環(huán)72-75
• 4.3.6 密封圈托架75-77
• 4.4 本章小結77-78
• 5 基于有限元的筒體疲勞壽命分析78-86
• 5.1 高壓容器疲勞破壞概述78
• 5.2 防止高壓容器疲勞破壞的措施78-79
• 5.3 筒體疲勞壽命分析79-84
• 5.3.1 確定材料的應力-壽命曲線79-80
• 5.3.2 筒體理論壽命計算80-81
• 5.3.3 筒體疲勞有限元分析81-84
• 5.4 本章小結84-86
• 總結與展望86-87
• 參考文獻87-90
• 致謝90-91
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文目錄91-92

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