【摘 要】
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资源一直是各个国家生存和发展的基础,资源的争夺早已成为各国的重要任务。陆地上资源的开采已明显不能满足人类的需要,人类逐渐将目光转向资源丰富的海洋,海洋资源开发开始
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资源一直是各个国家生存和发展的基础,资源的争夺早已成为各国的重要任务。陆地上资源的开采已明显不能满足人类的需要,人类逐渐将目光转向资源丰富的海洋,海洋资源开发开始成为各沿海国家竞争的焦点。潜水器作为一种新型的水下作业工具,越来越多地被人类应用于科学研究、海底探索及资源勘查等方面。随着海洋开发的不断深入,对下潜深度大、续航能力强、探测范围广的潜水器需求也越来越强烈。由于结构的复杂性及工作环境的特殊性,潜水器的总重量一直是对其整体性能影响较大的因素之一。因此,对潜水器结构进行合理的优化设计显得尤为必要。潜水器的结构优化设计,主要包括耐压结构的优化设计与非耐压结构的优化设计。在耐压结构的优化部分,以潜水器电池舱为例,本文在前人研究的基础上,利用ANSYS软件内部的APDL语言对环肋圆柱壳进行实体参数化有限元建模,计算分析得到其强度及稳定性特征,并根据相应的规范应用多岛遗传算法,运用iSIGHT优化软件进行优化设计,得出理想的结果;本文建立了带有开孔补强的半球封头的实体有限元模型,进行了强度校核和稳定分析的计算,并根据规范利用模拟退火算法对其进行优化,得出优化后的模型参数;最后,对潜水器的结构承载框架进行整体的建模,在母船系固和双点吊放两种典型工况下进行强度与刚度特性分析,并在此基础上,对框架的结构进行优化设计。本文旨在通过对潜水器结构优化方法的研究,选取效率最高的优化方法,在潜水器结构满足规范的同时,最大限度地减轻潜水器结构重量,为日后潜水器的设计及校核工作提供参考。
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