可潜器圆柱形耐压结构设计计算方法研究

摘要

随着可潜器技术的发展，其下潜的深度越来越大，因而其结构的安全性问题也突显出来，受到特别重视。本文主要针对我国潜水器规范和美国ABS潜水器规范，对其中表征圆柱形耐压壳体强度和稳定性的特征量及计算方法进行对比，分析了两种计算方法的主要区别及其产生的原因。同时，对比分析了两国规范关于强度和稳定性安全衡准方法的区别，分析讨论了影响可潜器圆柱形耐压壳体结构安全性的各种因素。文中给出了相应的算例，进一步证明了分析结果的可信性，可为我国可潜器的发展提供借鉴。
　　 初始几何缺陷对可潜器圆柱形耐压壳体结构的承载能力影响显著。本文基于这一出发点，分析对比了我国和美国ABS可潜器规范中,关于圆柱形耐压艇体结构承载能力计算的有关规定，揭示并讨论了两个规范在初始几何缺陷影响计算方法及控制标准上的差别。同时，通过系列数值计算及与有限元计算结果的对比，给出了初始几何缺陷影响的性质、规律，讨论了缺陷控制中的相关问题。研究结果表明，美国可潜器规范要求较为严格，可为我国潜水器圆柱形耐压壳体的设计计算和安全性评估，提供一定的参考。
　　 随着可靠性技术的发展，与传统的确定性计算方法相比，其优点逐渐突显出来。本文确立了可潜器结构的失效模式及极限状态方程，简单概述了目前常用的可靠性计算方法及其优缺点。并针对几个典型可潜器结构，计算在中美两国规范下不同的可靠度，分析可靠度差别产生的原因。分析了引入壳板缺陷和肋骨缺陷的结构可靠度与理想结构可靠度差别的原因，为可潜器的设计和安全评估提供了一定的依据。