深海用波紋管式壓力平衡裝置的研究.pdf

1、深海環(huán)境下的大壓力問(wèn)題是進(jìn)行深海資源探索開(kāi)發(fā)的儀器設(shè)備所面臨的首要解決的共性問(wèn)題。壓力平衡的方法已成為解決這一問(wèn)題的首選方案。波紋管作為彈性平衡元件在各種壓力位移補(bǔ)償場(chǎng)合得到了廣泛的應(yīng)用,而波紋管結(jié)構(gòu)的選取決定了平衡性能的優(yōu)劣。
　　首先,利用有限元法對(duì)波紋管進(jìn)行了非線性分析(材料非線性、波紋管的大撓度),并由此計(jì)算得到波紋管的允許位移;進(jìn)一步分析了波紋管的幾何參數(shù)對(duì)波紋管性能的關(guān)系。這里主要分析了外徑、波數(shù)、壁厚、波高對(duì)波紋管軸

2、向剛度的影響,總結(jié)了波紋管式壓力平衡結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則。并運(yùn)用正交試驗(yàn)的方法對(duì)波紋管的各幾何參數(shù)對(duì)其性能影響關(guān)系進(jìn)行優(yōu)化,并由此得到了最優(yōu)的參數(shù)組合。
　　其次,對(duì)深海壓力平衡用波紋管的疲勞壽命進(jìn)行了分析,并得到各結(jié)構(gòu)參數(shù)(壁厚、波數(shù)、外徑)對(duì)波紋管疲勞壽命影響的關(guān)系,為波紋管的設(shè)計(jì)選用提供了指導(dǎo)作用。
　　最后,運(yùn)用數(shù)值積分法,提出了波紋管的體積變化量的計(jì)算方法;基于液體的可壓縮性,推導(dǎo)出了波紋管變形后的體積變化量與波紋管的內(nèi)