1.2国内外研究现状 2

1.2.1大深度载人潜水器研究现状 2

1.2.2耐压壳体研究现状 4

1.2.3结构疲劳可靠性研究现状 6

1.3本文研究内容和研究方法 8

第二章疲劳分析的基本理论和方法 10

2.1疲劳分析 10

2.1.1疲劳特征 10

2.1.2循环应力 10

2.1.3疲劳寿命 11

2.2疲劳寿命分析方法 12

2.2.1名义应力法和应力应变法 12

2.2.2应力场强法 12

2.2.3断裂力学方法 13

2.2.4有限元分析方法 14

2.3本章小结 14

第三章耐压壳体强度计算与校验 16

3.1耐压壳体疲劳载荷分析 16

3.1.1疲劳载荷特点 16

3.1.2疲劳载荷谱 16

3.2耐压壳体参数 17

3.2.1基本结构参数 17

3.2.2耐压壳体材料 17

3.3耐压壳体强度计算 18

3.3.1理论方法计算 18

3.3.2有限元分析 19

2.4耐压壳体强度校验 25

2.5小结 26

第四章耐压壳体结构疲劳可靠性分析 27

4.1基于有限元的疲劳分析 27

4.1.1ANSYS处理疲劳的过程 27

4.1.2基本术语 28

4.1.3疲劳分析基本步骤 28

4.2耐压壳体的疲劳寿命分析 29

4.3耐压壳体疲劳可靠性分析 30

4.3.1可靠性基本分析方法 30

4.3.2耐压壳体可靠性计算 36

4.3本章小结 37

结语 38

致谢 39

参考文献 40

第一章绪论

1.1选题背景

在2002年，国家科技部把大深度载人潜水器的研发列入国家高新技术研究发展计划重大专题项目，中国独立自主研发“蛟龙号”载人潜水器的工作正式启动。“蛟龙号”载人潜水器作为我国第一艘自主设计研发的大深度载人潜水器，最大下潜深度为七千米，这也是当今全球下潜深度最大的作业型载人潜水器。2012年7月，在马里亚纳海沟，“蛟龙号”载人潜水器创造了下潜7062米的中国载人深潜记录，也是全球同类型潜水器的最大下潜记录，在此之前，世界上只有美国、法国、日本、俄罗斯四个国家拥有大深度载人深潜器。但是以上国家的载人深潜器最大工作深度为六千五百米，而“蛟龙号”是七千米，这意味着“蛟龙号”可在全球99.8%的广阔海洋中使用。“蛟龙号”的研制成功对我国勘探利用深海资源具有重要意义。中国万米级的载人深渊器“彩虹鱼”项目的重要核心技术——万米级载人舱的研制工作也已经开始，并计划在2019年进行载人实验。