1。2国内外研究现状 

1。3研究目的与意义

1。3。1研究目的

在设计潜艇耐压壳体时，设计者最关心的问题就是锥一柱结合壳接头区的强度。正如上文所述,锥-柱结构连接处受静水下作用下会沿着经向方向发生突变，使其结构变形的均匀性[3], 连接处附近的应力会明显变大。这样的突变会造成两种危害：导致结构提前毁坏和会使疲劳周期降低 。因此,对增强锥-柱联合壳硬度和提高其结构在接口处的强度的研究具有重要的意义。本文从静水压力的压强的计算角度出发，对锥接头的静水压力的强度进行计算。建立有限元模型的前处理，进行网格的划分和计算，最终运用第四强度理论进行分析，得出在不同角度的锥接头对应的强度问题。

1。3。2研究意义

球-环-锥组合壳是潜水器中典型的封头型式之一,所以结构工程师应该重点关注结合处的应力情况，现在有3中方法求解该结构应力大小: 一是有限元解法,根据轴对称的特点，通过外力使其顺着自身的对称轴的方向以不变的速度向外离散,再进行有限元分析和计算求出相应的结果，得出结论[4]。再计算过程中，得到的单元刚度矩阵，认真分析，可以看出无论该结构的厚度怎样变都可以解出其应力大小; 二是解析法,即工程上所采用的 “力法 ”——分别求出结构球形壳段 、环形壳段和锥形壳段的有矩理论解 ,然后根据各段之间的变形协调条件求出结构的解。此解法只适合没有肋骨的并且在每个壳段内的厚度都不变的球 - 环 - 锥组合壳;三是在标准的规范要求下采用弹性基础梁法,该方法计算量小，操作简单，技术操作人员比较容易学会，因为该方法主要是化复杂为简单：它是将环壳、锥壳和球壳等比较复杂的结构转化为梁的端部受到边界力、力矩及沿梁长受均布荷载联合作用下的弹性基础梁,并且在计算过程中不能忽略肋骨和接合处壳体偏心后轴向力引起的弯矩变化对结构的影响。以上3种解法都是根据线性理论得到的并且限定一系列的条件和做简单的假设,得出的结果不是很精确。文献综述

传递矩阵方法是半解析解法的一种,用来计算旋转壳的结构强度，计算结果的精确度较高，而且计算速度快。与此同时，在对称载荷作用下,求解旋转的结构强度，用传递矩阵法可以大大减小计算结构的误差，提高计算结果的准确性，因为在计算积分时划分的各微段的大小是计算误差的唯一来源,比上面3种解法的解的计算精度要高。综上所述，利用结构的几何方程和物理方程通过传递矩阵法将问题简化为一阶常微分方程组，然后对其进行其次话和常数话，最后进行微分计算，求出各处的强度。当然前提是该结构是在线性条件下，不适合非线性的问题。

1。4本文的主要工作

本文的主要工作是不同锥接头在静水压力下的强度计算。

 （1）了解国内外关于对锥接头在静水压力下的强度计算的研究成果，复习静力学中应力有关基础知识。

（2）运用 ANSYS 进行建模和网格划分，让角度为30°、45°、60°、90°、120°、圆形锥接头在相同水深下的应力状况，并相互比较，发现最大应力区和接口处的应力情况。

（3）运用 ANSYS 进行建模和网格划分，让角度相同的锥接头在不同水深（50m、75m、100m）下的应力状况，并且相互比较，注意接口处的应力状况。

（4） 通过Von-mises应力图进行分析结果，探究角度的不同与最大应力的关系，和水深与最大应力的关系得出结论。

第二章静水压力下压强的计算

2。1 概念