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深海载人潜水器框架结构的有限元分析

(2024-05-30 17:59:02)
标签:

有限元分析

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强度分析

结构分析

编辑:杭州那泰科技    www.nataid.com

深海载人潜水器框架结构的有限元分析

深海载人潜水器根据总体的设计方案,6肋位、7肋位之间的舷侧要布置妇T3B钦合金制造的压载水箱,组焊于载体框架上,其间设置的空间斜拉杆将影响压载水箱组装焊接的操作空间;三是蘑菇头起吊点与母船吊放系统的A型架导接头(DockingHead)的结构形式不匹配为此,又在结构型式二的基础上作了如下改进:首先,将所有的封闭式型材改成工字型型材,以便于焊接时用氢气对焊缝进行全面有效的保护,确保焊缝质量;其次,取消“6肋位、“7肋位和“8200肋位间的空间斜拉杆,取消“7肋位的斜撑,将压载水箱设计成加筋板结构,并将其作为载体框架的承载构件与载体框架的设计融为一体,进一步减轻潜水器的重量;最后,根据A型架导接头的匹配要求设计起吊耳板,并进行有限元分析对起吊框架作了相应的修改至此,最终确定结构型式三为载体框架的结构型式总之,载体框架结构型式的设计应综合考虑结构强度的安全性、空间布置的合理性和加工建造的工艺性

      从目前世界上仅有的几艘深海载人潜水器来看,载体框架的构件连接方式主要有两种:焊接连接和螺栓连撬其中,美国的“ALVIII,和俄罗斯的“CONSUL'采用焊接式,而日本的“深海2000'和“深海6500'采用螺栓连接方式考虑到框架结构的复杂性,同一节点处的构件比较多,若采用螺栓连接,必须增加大量的连接肘板,这势必增加载体框架的重量;而采用焊接,不仅不必增加大量的连接肘板,而且构件的连接节点具有更好的连接刚度和局部强度;由于IIT3B钦合金的氢弧焊接工艺已非常成熟,焊接后焊缝及其热影响区的机械性能与母材相当,因此,载体框架的构件连接方式采用撬载体框架的节点为多根构件的交汇焊接部位,结构复杂,且焊接操作的空间狭小,氢弧焊接时应根据具体的节点结构设计氢气保护拖罩以避免焊缝被氧化或氢脆同时,节点是构件与构件间传递力和力矩的纽带,往往也是结构应力集中的部位,如果此处焊缝存在缺陷,焊缝在循环载荷作用下将产生裂纹并不断扩展而使结构受到破坏,因此,节点的设计是框架设计的重点,也是框架设计的难点。

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