深海全通透耐压结构有限元分析

在深海资源开发和发展深海技术的背景下,我国完成了载人潜水器的谱系化建设。近年随着对水下观测需求的增加,全通透载人潜水器引起广泛关注。本文基于有机玻璃试件压缩试验的结果,在LS-DYNA软件中建立有限元模型,通过试件模拟失效模式与试验结果对比,对典型的全透明深海耐压载人潜水器的失效分析进行敏感性研究。在准静态外压下进行极限强度分析之前,进行一阶线性屈曲模态分析以模拟初始几何缺陷。对有机玻璃载人潜水器的耐压壳失效形式和极限载荷进行分析,采用有限元分析方法,研究特定厚度半径比的有机玻璃载人潜水器的临界载荷,为其制造提供技术指导。

深海全通透耐压壳蠕变分析

有机玻璃(polymethyl methacrylate, PMMA)是一种透明高分子化合物,具有透明性好、耐腐蚀、重量轻、机械强度优异等优点,可作为全通透潜水器耐压壳体材料的候选材料。PMMA是一种黏弹性材料,当经受长时间的外界高压作用时,由PMMA制成的耐压结构可能发生蠕变,导致其承载能力下降。本文对PMMA耐压壳体进行了有限元分析,基于温度相关的时间硬化蠕变模型,获得了壳体的蠕变变形,并研究了不同类型无开孔和有开孔的耐压壳体的蠕变特性,分析了不同压力和温度下PMMA耐压壳体的应变-时间曲线和位移曲线。分析结果将为大深度载人潜水器全通透耐压舱的设计提供理论参考。