海洋中蕴藏了大量的生物和矿物资源。载人深潜器可以携带潜航员下潜到深海进行现场观察、研究、作业，对海洋资源的开发利用相当重要。而耐压壳是载人深潜器的关键结构。载人深潜器的工作环境位于压力极大的深海，为了保障潜航员的安全和各设备的正常工作，耐压壳结构对强度和稳定性有很高的要求。耐压壳上需要开很多开孔，这些开孔会削弱耐压壳的强度和稳定性。所以必须对开孔处进行结构加强，以满足耐压壳在预定深度正常工作的能力。本文简要介绍了载人潜器的发展史和耐压壳相关技术的研究现状。详细介绍了球形耐压壳强度和稳定性的相关公式。本文利用ansys有限元分析软件对完整球形耐压壳的强度和稳定性进行了分析。并将结果与理论公式的计算值进行比较，验证了有限元分析方法的准确性。又分析了开孔对耐压壳强度和稳定性的削弱。指出需要加强的薄弱部分。以围壁加强结构为例，分析了3个有代表性的加强结构的强度和稳定性。对计算结果进行了较为详细的分析，指出加强结构如何影响耐压壳的强度和稳定性。并以此为根据设计了一种加强结构。分析结果表明，这种加强结构有着更好的加强效果。关键词载人深潜器；球形耐压壳；强度分析；稳定性分析；结构设计
目 录
第一章 绪论..........................................................1
1.1 论文研究的目的和意义..............................................1
1.2 载人潜器发展历史..................................................1
1.3 国内外研究现状....................................................5
1.3.1 耐压壳的形状..................................................5
1.3.2 耐压壳的材料..................................................6
1.3.3 耐压壳的制造..................................................6
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1.3.4 耐压壳的尺寸..................................................7
1.3.5 耐压壳密封技术................................................7
1.4 本文研究的主要内容................................................8
第二章 耐压壳相关理论.............................................9
2.1 球壳强度理论......................................................9
2.1.1 薄球壳强度理论...............................................,9
2.1.2 厚球壳强度理论................................................9
2.2 球壳稳定性理论...................................................10
2.2.1 R.Zoelly经典理论.............................................11
2.2.2 Berch公式....................................................11
2.2.3 德川公式.....................................................12
2.2.4 卡门钱学森公式..............................................12
2.2.5 泰勒水池公式.................................................12
2.2.6 俄罗斯公式...................................................13
2.3 有限元分析.......................................................13
2.3.1 有限元法的发展...............................................13
2.3.2 特征值屈曲分析...............................................13
2.3.3 非线性屈曲分析...............................................14
2.4 本章小结.........................................................14
第三章 完整耐压壳的强度和稳定性分析...........................15
3.1 耐压壳结构尺寸和材料参数.........................................15
3.2 有限元模型的建立.................................................16
3.3 完整球壳稳定性分析...............................................17
3.4 完整球壳强度分析.................................................19
3.5 本章小结.........................................................20
第四章 开孔耐压壳的强度与稳定性分析...........................21
4.1 有限元模型的建立.................................................21
4.2 开孔球壳稳定性分析...............................................21
4.3 开孔球壳强度分析.................................................23
4.4 本章小结.........................................................23

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