耐压壳是载人深潜器最重要的结构之一。它将保证潜航员的安全，并为他们提供足够的工作空间。不能承受深海压力的设备也必须在耐压壳的保护下才能正常工作。因此，耐压壳的结构问题对于发展载人深潜器非常重要。耐压壳的工作环境在压力极大的海底。因此，耐压壳对强度和稳定性的要求很高。但是，耐压壳表面总是不可避免地要开各种开孔，如：人孔、观察窗、贯穿构件开孔。而开孔会对耐压舱的强度和稳定性产生相当大的削弱。为了保证耐压壳的强度和稳定性满足要求，必须对开孔进行结构加强。合理的加强结构可以在保证耐压壳结构强度和稳定性的前提下减小结构重量，提高深潜器的装载能力。因此，本文将就载人潜器耐压船体结构开孔加强的问题进行一些研究。

1。2 载人潜器发展历史

由皮卡德父子设计制造的“的里雅斯特(Trieste)”号是人类历史上第一艘大深度载人潜器。它于1960年1月23日携带唐·华尔什和亚格斯·皮卡德下潜到10916m的深度。这是目前为止人类下潜深度的记录[3]。但是它的下潜过于繁琐，需要每隔一段深度就抛弃一定量的压载铁。为了下潜到预定深度，必须在下潜之前携带足够数量的压载铁。而且它既没有自主航行的能力，也没有水下作业的能力。于2012年3月，携带加拿大导演詹姆斯·卡梅隆下潜到马里亚纳海沟10898m处的“深海挑战者”号也没有水下作业的能力。所以“曲思特I”号和“深海挑战者”号只能算作探险装备。虽然它们的下潜深度都相当大，但是对于深海探索的作用相当有限。

美国建造的“阿尔文(Alvin)”号是第一艘拥有自主航行能力和水下作业能力的第二代载人深潜器[4]。它的初始最大下潜深度为1829m，于1974年经过改造后达到了4500m。它可以携带3名潜航员在水下持续作业6到8小时。“阿尔文”号是下潜次数最多的载人潜器，曾进行过许多相当有影响力的下潜作业。1966年，“阿尔文”号参与了消失于地中海的氢弹的打捞工作。1977年，“阿尔文”号在加拉帕戈斯断裂带附近发现了热液孔，并观察记录了许多新型生物。20世纪80年代，“阿尔文”号参与了对泰坦尼克号残骸的搜寻工作并多次下潜进行考察。至今“阿尔文”号已经累积下潜超过5000次，取回超过680公斤的样品，为海洋的勘探和研究作出了不可磨灭的贡献。2004年，伍兹霍尔海洋研究所在美国国家科学基金会(NSF)的支持下，决定对“阿尔文”号的部分设备进行升级，并把新潜器命名为“新阿尔文”号。升级后的“新阿尔文”号有着更大的下潜深度和更好的作业能力。

法国于1985年建造的“鹦鹉螺(Nautile）”号载人深潜器最大作业深度可以达到6000m，累积下潜超过1500次[5]。“鹦鹉螺”号载人潜器的耐压壳采用钛合金材料，由两个半球体通过螺栓联接而成。“鹦鹉螺”号曾进行过海底表层多金属结核区域和对的考察作业，并多次完成对沉船的搜索工作。

俄罗斯在水下作业和载人潜器方面水平先进，是目前世界上拥有载人深潜器数量最多的国家[6]。其中比较有代表性的是于1987年建成的“和平I(MIR-I)”号和“和平II(MIR-II)”号载人潜器。它们由前苏联和芬兰联合研制。它们的耐压壳采用镍钛材料，工作深度都为6000m，可在水下持续作业17到20小时[7]。它们装备了检测海底环境参数和地貌的设备，为海洋研究提供了大量数据资料和影像资料。《泰坦尼克号》电影的海底沉船镜头就是由“和平I”号和“和平II”号提供的。2011年，俄罗斯又建造了两膄作业深度为6000m的载人深潜器“俄罗斯（RUS）”号和“领事（CONSUL）”号，并将它们交付给俄罗斯海军使用。 ansys载人潜器耐压船体结构开孔加强研究(4):http://www.youerw.com/jixie/lunwen_99593.html