耐壓艙作為水下機器人的主要承壓部件,不僅為水下機器人核心元件提供了必要的安裝空間,而且為水下機器人在水下高壓條件下穩(wěn)定作業(yè)提供了保障,其質(zhì)量更是制約著水下機器人的成本及續(xù)航時間,故設(shè)計一種強度高、密封性好、質(zhì)量小的水下機器人耐壓艙具有重要意義,其具體研究內(nèi)容如下:根據(jù)所設(shè)計水下機器人的實際工況及輕量化原則設(shè)計了一種由球形殼體及圓板形封頭所構(gòu)成的耐壓艙結(jié)構(gòu),并對其進行了強度及穩(wěn)定性分析,通過建立臨界壓力方程計算出了耐壓艙的穩(wěn)定條件、臨界壓力值及臨界應(yīng)力值。同時對耐壓艙進行了動力學(xué)分析,通過里茲法及Reissner-Naghdi薄殼理論得出了其振動頻率方程及動力學(xué)方程。利用ANSYS Workbench對耐壓艙殼體及封頭進行了強度仿真分析,由結(jié)果云圖可知兩者所受最大等效應(yīng)力均在材料許用應(yīng)力值范圍內(nèi),且最大形變量也符合設(shè)計要求,耐壓艙強度及穩(wěn)定性良好。同時對耐壓艙殼體進行了模態(tài)分析得出了其六階模態(tài)的固有頻率,并與其共振頻率進行了比較,結(jié)果表明殼體固有頻率遠離其共振頻率無共振危險。然后簡化了耐壓艙密封模型,并利用ANSYS Workbench對其進行了密封仿真分析,結(jié)果顯示O型密封圈堵住了密封...

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 水下機器人的分類及應(yīng)用
    1.3 水下機器人耐壓艙國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 水下機器人耐壓艙國外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 水下機器人耐壓艙國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.4 論文主要研究內(nèi)容
第二章 水下機器人耐壓艙結(jié)構(gòu)設(shè)計
    2.1 耐壓艙殼體結(jié)構(gòu)設(shè)計
    2.2 耐壓艙封頭結(jié)構(gòu)設(shè)計
    2.3 耐壓艙艙體連接設(shè)計
    2.4 耐壓艙密封設(shè)計
    2.5 耐壓艙強度及穩(wěn)定性分析
    2.6 耐壓艙動力學(xué)分析
    2.7 本章小結(jié)
第三章 水下機器人耐壓艙仿真分析
    3.1 耐壓艙殼體強度仿真分析
    3.2 耐壓艙殼體模態(tài)分析
    3.3 耐壓艙封頭強度仿真分析
    3.4 耐壓艙密封仿真分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 水下機器人耐壓艙參數(shù)優(yōu)化
    4.1 耐壓艙殼體參數(shù)優(yōu)化
        4.1.1 殼體優(yōu)化參數(shù)設(shè)置
        4.1.2 DOE試驗設(shè)計及模型精度檢驗
        4.1.3 靈敏度分析
        4.1.4 多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計
    4.2 耐壓艙封頭參數(shù)優(yōu)化
        4.2.1 封頭優(yōu)化參數(shù)設(shè)置
        4.2.2 DOE試驗設(shè)計及模型精度檢驗
        4.2.3 靈敏度分析
        4.2.4 多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計
    4.3 本章小結(jié)
第五章 水下機器人耐壓艙打壓實驗及湖測實驗
    5.1 耐壓艙打壓實驗
    5.2 耐壓艙湖測實驗
    5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 主要工作與總結(jié)
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 研究展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果



本文編號：3838840