(4)优化壳体结构的重量排水比;
(5)按规范选取适合的安全系数;
(6)在多种海况下,耐压壳体保持其结构性能与工作性能;
(7)预留出足够设备及活动空间;
(8)确保建造工艺能够完成结构建造;
(9)设计壳体上的开孔符合强度要求;
(10)考虑到所有结构破坏形式。这些方面都是在设计耐压壳体的准则与要求。其中,首要的准则就是耐压壳体在
安全系数下强度和稳定性达到标准,使得水深压力不能够破坏结构稳定性。本文综合考虑了国内外先进的研究成果,对各种潜水器的设计制造流程进行了学习,并且优化了载人潜水器耐压壳体设计流程。
耐压壳体的设计流程综合了多个学科的知识。进行这一系列的研究前,需要制定一个合理的设计过程。下图2-1,表述了本文的设计思路与流程。耐压壳体设计思路与流程
2.2耐压壳体结构形式设计
设计耐压壳体的结构形式,首先需要了解载人潜水器未来在深海中工作的水深和它在深海中使用要求,然后据此确定最大设计深度,以及潜水器投入运用时的有效载重。
目前,世界上的几个海洋工业强国在进行耐压壳体设计时,通常选取球状壳体、圆柱形壳体或者将球体与圆柱体结合结构。在国际上,当工作水深处在大深度范围的载人潜水器通常采取将球状壳体或者按照特殊需求定制外形。这主要是由于在较深的水域里,球状壳体能够取得最佳的重量与排水量之比。经过多次试验,不同外形的抗压强度以及耐高压的稳定性数值表明,在同等的高压条件下,球状壳体具有最佳的极限抗压强度。并且其在超高压状态下,具有其他形状不能相比的稳定性。在表2-1中简单列举了三种耐压壳体经过试验比较之后总结出的优缺点。