深海用波紋管式壓力平衡裝置的研究.pdf

1、深海環(huán)境下的大壓力問題是進行深海資源探索開發(fā)的儀器設(shè)備所面臨的首要解決的共性問題。壓力平衡的方法已成為解決這一問題的首選方案。波紋管作為彈性平衡元件在各種壓力位移補償場合得到了廣泛的應(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,利用有限元法對波紋管進行了非線性分析(材料非線性、波紋管的大撓度),并由此計算得到波紋管的允許位移;進一步分析了波紋管的幾何參數(shù)對波紋管性能的關(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)計原則。并運用正交試驗的方法對波紋管的各幾何參數(shù)對其性能影響關(guān)系進行優(yōu)化,并由此得到了最優(yōu)的參數(shù)組合。
　　其次,對深海壓力平衡用波紋管的疲勞壽命進行了分析,并得到各結(jié)構(gòu)參數(shù)(壁厚、波數(shù)、外徑)對波紋管疲勞壽命影響的關(guān)系,為波紋管的設(shè)計選用提供了指導(dǎo)作用。
　　最后,運用數(shù)值積分法,提出了波紋管的體積變化量的計算方法;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)