全海深載人潛水器厚觀察窗結構的強度研究
杜青海; 高睿; 崔維成 上海深淵科學工程技術研究中心; 上海海洋大學海洋科學學院; 上海201306; 上海海洋大學工程學院; 上海201306; 西湖大學工學院; 杭州310024
關鍵詞：hov 錐臺型觀察窗 有限元分析 接觸
摘要：全海深載人潛水器是當前海洋技術領域最有挑戰性的深海裝備之一,而錐臺型觀察窗的設計是全海深載人潛水器的技術難點.為了研究錐臺型觀察窗的結構參數和倒角對于應力和位移的影響,首先利用ABAQUS對文獻記述的試驗進行仿真,驗證有限元模型的可靠性.然后建立帶有兩種邊界條件的有限元模型,對比分析位移和應力的差異.最后研究錐角α、厚度直徑比t/Di、摩擦系數μ和倒角對錐臺型觀察窗的位移和應力的影響.數值分析結果表明:有限元仿真數據比文獻試驗數據稍大,偏保守;自由邊界時的軸向位移比固定邊界時的大,更符合實際工程應用;3個設計參數與應力和位移均成反比,給出了錐角和厚度直徑比的合理優化區間;在錐臺型觀察窗內側面邊緣處建立倒角有利于減小應力集中.
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