This paper mainly focuses on the following three aspects:

(1) A variety of design methods for opening reinforcement are proposed, such as side wall reinforcement, plate reinforcement, elbow plate reinforcement and trapezoidal reinforcement;

(2) The nonlinear buckling analysis of various opening strengthening methods is carried out, and the strength and stability of the opening are obtained. After analysis and comparison, the optimum design scheme of the opening is obtained;

(3) By use the CCS standard check, draw a conclusion - using trapezoidal strengthening method can effectively reduce stress concentration, make the stress distribution more evenly in the structure, ensure the strength and stability of the pressure shell structure.

Keywords: Pressure hull; Structural design; Hole strengthening; Strength analysis; Stability analysis.

目录

第一章 绪论 1

1.1引言 1

1.2课题研究的背景及意义 1

1.3载人潜水器的发展历程 2

1.4耐压壳体结构设计的国内外研究现状 5

1.4.1国内外研究的理论成果 5

1.4.2国内外数值模拟研究现状 7

1.5本文主要研究内容 8

第二章 载人潜水器耐压壳体结构设计 11

2.1耐压壳体结构设计原则 11

2.2耐压壳体结构形式设计 12

2.3耐压壳体材料设计 14

2.4确定安全系数K 16

2.4.1外形的尺寸影响 17

2.4.2材料非线性的作用 17

2.4.3制造工艺的差别 17

2.4.4计算公式及结果的可靠性 17

2.4.5投入运营使用的影响 18

2.4.6安全系数k取值小结 18

2.5确定耐压壳体尺寸 18

2.5.1壳体内径计算 18

2.5.2壳体厚度计算 19

2.6校核耐压壳体重量排水量 22

2.7本章小结 23

第三章 耐压壳体开孔结构设计 25

3.1开孔加强结构设计 25

3.1.1侧壁加强模式 25

3.1.2垫板加强模式 26

3.1.3肘板加强模式 27

3.1.4梯形加强模式 28

3.1.5开孔加强模式对比 29

3.2出入舱口开孔结构设计 30

3.2.1计算梯形加强外壁夹角α 30

3.2.2计算壳体内壁开口夹角β 31

3.3观察窗开孔结构设计 33

3.4艏部艉部开孔结构设计 34