深潜器柱形耐压壳结构研究现状概述

耐压壳结构是海洋深潜器的核心结构部件,柱形耐压壳结构因承载能力良好,加工制造容易,得到了广泛应用。论文介绍了国内外柱形耐压壳结构的发展概况,从柱形壳结构形状、加强方式、材料选用等方面进行综述,总结柱形耐压壳结构的发展历程。

纵向波纹柱形耐压壳屈曲特性研究

采用数值分析的方法,研究一种纵向波纹柱形耐压壳的屈曲特性。首先,基于圆柱形耐压壳设计了一种纵向波纹柱形耐压壳。在此基础上,建立不同厚度的纵向波纹柱壳和圆柱壳的数值模型,通过数值计算,对比分析两种耐压壳在均布外压作用下的稳定性,探讨厚度对两种壳体在均布外压作用下屈曲特性的影响规律。研究结果表明,在均布外压作用下,纵向波纹柱形耐压壳承载能力明显优于圆柱耐压壳,随着壳体壁厚增大,纵向波纹柱壳屈曲载荷相对圆柱壳的增幅总体呈减弱趋势。

纵向波纹柱形耐压壳屈曲数值分析与试验研究

采用周向或轴向波纹,增强圆柱形耐压壳(简称圆柱壳)的承载能力已备受关注。采用数值与试验结合的方法,研究等容积圆柱壳和纵向波纹柱形耐压壳(简称波纹柱壳)的屈曲特性。首先,建立波纹柱壳的几何模型和数值模型,分析均布外压作用下,波纹参数变化对波纹柱壳屈曲特性的影响规律;其次,依据承载能力进行波纹参数优化设计,并制造两组等壁厚和等容积的圆柱壳和波纹柱壳实物模型;再次,测量两种模型的实际几何数据,分别建立其数值模型,并进行屈曲特性分析;最后,对圆柱壳和波纹柱壳的实物模型进行静水压力试验,与数值结果作对比分析。结果表明:均布外压下,等容积纵向波纹柱壳的屈曲性能优于柱形壳,其平均屈曲载荷提高了56.8%,纵向波纹改善了圆柱壳的承载能力。