复合材料在载人潜水器压载水舱设计中的应用研究

邢丹1,2,3,孙长玺1,3,陈斌1,3,姜旭胤1,3,王兵4,王臣1,3(1.中国船舶科学研究中心;2.深海载人装备国家重点实验室;3.深海技术科学太湖实验室;4.洛阳船舶材料研究所)
摘要:针对某载人潜水器压载水舱尺度小、外形复杂和金属材料制造困难的特点,根据总布置需求及结构强度要求,开展复合材料压载水舱设计,形成压载水舱结构及对外接口设计、有限元校核、建造工艺和试验验证的全过程方案。与传统金属材料压载水舱相比,复合材料压载水舱可以构造不规则表面,充分利用潜水器耐压壳体的外部空间,而且良好的耐海水腐蚀性能可有效减小后续维护的工作量。内部加强筋与壳板采用胶接方式连接,解决了小尺度金属材料水舱无法开设人孔焊接内部加强筋的难题。这项研究为载人潜水器压载水舱设计中复合材料的应用提供了有用的参考。
关键词:载人潜水器;压载水舱;复合材料;设计方法;建造工艺

目录介绍

0 引言

1 压载水舱设计

1.1 结构设计

1.2 材料选用

2 计算校核

2.1 计算压力

2.2 有限元法评定准则

2.3 有限元校核

2.3.1 网格划分

2.3.2 载荷和边界条件

2.3.3 计算结果分析

1)外压工况

2)内压工况

3 建造工艺

3.1 模具制作

3.2 内壳体及加强筋成型

3.3 内壳体底座、加强筋与盖板的合拢及外壳体成型

4 密封性试验验证

5 结论

 

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