潜艇内部有平台支撑的平面舱壁极限承载能力非线性有限元计算
潜艇耐压艇体内部平面舱壁板稳定性校核外载荷的分析
Ｊ Ｊ Ｊ Ｐ Ｊ Ｊ Ｊ ｏ
种 情 况 和 第 三 种 情 况 ， 算 表 明 ， 室 最 大 破 损 压 计 舱 力 Ｐ一 远 小 于 潜 艇 极 限 压 力 Ｐｘ 且 第 三 种 情 况 不 仅 。 Ｉ ， 出 现 概 率 高 ， 平 面 舱 壁 板 比第 一 种 情 况也 更 容 易 失 其
直线 的最 低值 就 表 示 了舱 壁板 的失 稳 临界 情 况ｌ 。 １ Ｊ 但 在 计 算 中 ， 平 面 舱 壁 板 稳定 性 校 核 外 载 荷 （ ｃ 取 对 Ｐ）
｛
＝ ｆ
十 十 十 十 十 十 十
‘ —— —— — —— — —— 一 ａ —— — —— — — — —— —＋
凸破损 ＿ 舱 雪
３ １ 外 载 荷 分 析 ． 从 以上平 面舱 壁板受 力情 况看 ， 第 二种情 况 ， 对 即舱 室泵 水 ， 时 平 面 舱 壁 受 拉 应 力 作 用 ， 存 在 失 此 不 稳 问 题 ， 而 第 二 种 情 况 其 稳 定 性 无 须 校 核 。 对 比第 因
ｌ 引 言
潜 艇 耐 压 艇 体 内 部 平 面 舱 壁 不 仅 要 起 到 防 止 破
法 十 分 混 乱 ， 的按 “ 艇 强 度 ” ｊ 定 取 最 大 工 作 压 有 潜 ｌ规
损 舱 向邻 舱 灌 水 的 作 用 ， 且 也 是 对 潜 艇耐 压 壳 起 支 而
承 作 用 ， 保 障 潜 艇 舱 室 总 体 稳 定 性 的 重要 部 件 。 并 对 平 面 舱 壁 板 稳 定 性 校 核 之 目的 ， 确保 平 面 舱 是
图 １
图 ２
收 稿 日期 ：０ １ ７— １ ２ ０ —０ ２
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八年级物理下册第十章浮力必考知识点归纳(带答案)
八年级物理下册第十章浮力必考知识点归纳单选题1、质量相等的甲、乙两个正方体，其中甲物体悬浮在水中，乙物体漂浮在酒精液面上，ρ酒精＜ρ水，下列判断正确的是（）A．甲、乙两物体的体积相等B．甲排开水的体积和乙排开酒精的体积相等C．甲排开的水的重力和乙排开的酒精的重力相等D．甲的底面受到水向上的压力和乙的底面受到酒精向上的压力相等答案：CA．根据题意知道，甲悬浮在水中、乙漂浮在酒精中，根据物体的浮沉条件知道ρ甲=ρ水ρ乙＜ρ酒精由于ρ酒精＜ρ水，所以ρ甲＞ρ乙又因为甲、乙两个正方体的质量相等，由ρ=mV知道，甲的体积小于乙的体积，故A错误；B．由于甲、乙两个正方体的质量相等，故受到的重力相等，由物体的浮沉条件知道，甲乙受到的浮力相等，都等于受到重力，又因为F浮=ρ液V排g，所以F浮=ρ液V排g=G故甲乙排开液体的体积分别是V排甲=Gρ甲gV排乙=Gρ乙g由于ρ甲＞ρ乙，所以，甲排开水的体积小于乙排开酒精的体积，故B错误；C．由于甲乙受到的浮力相等，根据阿基米德原理知道F浮=G排所以，甲排开的水的重力和乙排开的活精的重力相等，故C正确；D．由浮力产生的原因知道，甲的底面受到水向上的压力F水向上=F浮+F水向下乙的底面受到酒精向上的压力F酒精向上=F浮由于受到的浮力相等，所以，甲的底面受到水向上的压力大于乙的底面受到酒精向上的压力，故D错误。
故选C。
2、下列物体没有受到浮力的是（）A．在太空中遨游的“天宫一号”B．在海面上航行的航母“山东号”C．在海水中下潜的“奋斗者号”D．在空气中上升的热气球答案：AA．浸在液体（或气体）中的物体受到液体（或气体）竖直向上托起的力叫浮力。
太空中没有空气，遨游的“天宫一号”不受浮力的作用，故A符合题意；BCD ．在海面上航行的航母“山东号”、在海水中下潜的“奋斗者号”和在空气中上升的热气球浸在水（或空气）中，因为水（或空气）受到重力的作用且有流动性，因此水（或空气）对浸没在其中的物体有向上的作用力和向下的压力作用，其中向上的压力大于向下的压力，这个压力差即物体受到的浮力，故BCD选项中的物体均受浮力作用，故BCD不符合题意。
潜艇的“水下呼吸器——ＡＩＰ系统
潜艇的“水下呼吸器——ＡＩＰ系统潜艇，一种令人生畏的“沉默杀手”。
两次世界大战中的出色战绩，让潜艇成为与航空母舰并驾齐驱的海战利器。
潜艇最大的优势在于深藏水下的隐蔽性，不过潜艇只能短时间地躲在水里，需要经常回到水面上。
而核动力的出现使潜艇拥有了几乎无限的水下续航能力，但占据全世界潜艇总数90％的常规动力潜艇的情况并未得到改善，直到AIP系统的问世。
AIP系统全称为“不依赖空气推进装置”。
顾名思义，就是指能让潜艇在没有外界空气的水下航行的动力装置。
以往，潜艇在水下是靠蓄电池带动的电动机提供动力的，而蓄电池的电量有限，只能航行几十个小时，不得不经常上浮至海面“呼吸”，即在通气管状态下使用柴油机为蓄电池充电。
这样很容易被对方雷达侦察到，同时柴油机为蓄电池充电时的噪声，也极易被对方水声器材探测到，因而大大增加了常规动力潜艇的暴露率，使其生存能力受到严重的威胁。
现在有了AIP，潜艇仿佛装上了蛙人用的“水下呼吸器”，持续潜航能力成倍增加，可以保证潜艇作战的需要。
早在“二战”期间，德国和前苏联就开始了AIP系统的研制，只是限于技术水平，到20世纪末方才有了实质性的进展。
除这两个国家外，瑞典、法国、荷兰也都已经研制出了不同类型的AIP系统，主要包括热气机型、燃料电池型和闭式循环发动机型三种。
热气机型是最早投入实用的AIP系统，1995年2月服役的瑞典“哥特兰”潜艇装备的便是热气机，开创了AIP实用的先河。
“哥特兰”号装两台功率各为5千瓦的V4——275R型热气机，每台持续功率为65千瓦。
热气机是一种外燃的、闭式循环活塞式热力发动机。
因它是1816年苏格兰的斯特林所发明，故又称斯特林发动机。
热气机可用氢、氮、氦或空气等作为工质，按斯特林循环。
在热气机封闭的气缸内充有一定容积的工质。
气缸一端为热腔，另一端为冷腔。
工质在低温冷腔中压缩，然后流到高温热腔中迅速加热，膨胀做功燃料在气缸外的燃烧室内连续燃烧，通过加热器传给工质，工质不直接参与燃烧，也不更换。
潜艇内部平面舱壁极限承载能力分析
图 ３ 材 料 塑性 应 力 一 变 曲线 应
Ｆ ｇ ３ Ｔｈ ｌ ｓｉ ｔｅ ｓ ｓｒ ｉ ｕ ｖ ｆｔ ｔｒａ ｉ． ｅ ｐ ａ ｔｃ ｓｒ ｓ —ｔａ ｎ ｃ ｒ ｅ ｏ ｈｅ ｍａｅ ｉｌ
考虑 结构 几 何 非 线 性 ， ａｃ中设 置 为 基 于 大 变 Ｍｒ 形、 小应 变 的更 新拉 格 朗 日方 法 。 由于 舱壁 处在静 水 压力 作用 下 ， 需设 置跟 随载 荷 ， 虑载 荷 刚度 效应 。 还 考 使用 该设 置后 ， 会形 成 跟 随力 刚度 ， 对 刚度 矩 阵 产 可
ａ ｓｒ ｃｅ ｒ ｍ ｈ ｏ ｉｏ ｔｌｇｒ ｅ ｓ ｏ ｕ ｋ ａ ｒ ｎ ｌ ｚ ｄ， ｎ ｈ ｅ ｓ ｎ ｗｈ ｈ ｏ ｒｐ ａ ｔｃ ｈ ｎ ｅ ｆ ｂ ｔａ ｔｄ ｆｏ ｔ ｅ ｈ ｒｚ ｎ ａ ｉｄ ｒ ｆｂ ｌ ｈｅ ｄ ａ ｅ ａ ａｙ ｅ ａ ｄ ｔｅ ｒ ａ ｏ ｙ ｔ ｅ ｆｕ ｌ ｓｉ ｉ ｇ ｓｏ
潜艇 破 舱进水 时 ， 舱壁 承受来 自破 损舱 室一 侧 的 海 水横 向压 力 ， 因属 一 次性 承 载 ， 时 只 要 求 在救 生 此
深度 下或 水 面抗沉 性 设 计 压力 下 舱 壁 结 构处 于 弹塑
性设 计状 态 ， 以最 大 限 度利 用 结 构 的极 限承 载 能 力 ，
第３ ４卷 第 ｌ期
２１ ０ ２年 １月
舰
船
科
学
技
术
Ｖｏ ． ４， Ｎｏ １３ ．１
Ｓ Ｉ Ｈ Ｐ ＳＣＩ ＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｊ ｎ ，２ １ ａ． ０２
潜艇 内部平面舱壁极限承载能力分析
蔡 少俊 ， 建 军 ， 马 许 兵 ， 勇 ， 大炜 刘 胡
海底两万里中的科技奇观潜水艇
海底两万里中的科技奇观潜水艇海底两万里中的科技奇观——潜水艇潜水艇，作为一种能够在水下进行航行和探测的舰艇，一直以来都是科技的杰作。
这种奇妙的装置在《海底两万里》这本文学巨著中扮演着重要角色，展示了当时人们对科技的想象和追求。
本文将从潜水艇的历史发展、构造原理以及对探索海洋深处的作用等方面进行探讨。
一、潜水艇的历史发展潜水艇的历史可以追溯到古代。
在古希腊、古罗马时期，人们就尝试使用脱氧鳃和水下容器等方式进行水下呼吸。
然而，真正意义上的潜水艇则始于17世纪和18世纪的初期。
起初，潜水艇只是由木材制成，被用于水下工作和战争。
随着科技的进步，尤其是蒸汽机和电力的出现，潜水艇逐渐实现了自主航行。
二、潜水艇的构造原理如何让一艘船既能在水上航行，又能在水下行动？潜水艇通过以下几项重要构造实现这一目标。
1. 壳体结构：潜水艇的外壳通常由特殊合金或钢材制成，以保证足够的强度和密封性。
壳体采用流线型设计，以降低水下水流对艇体的阻力。
2. 浮力控制：潜水艇通过操纵水下舱室内的大量水和空气的进出，实现浮力的调整。
当艇体内充满水时，潜水艇沉入水下；当泵出舱室内的水，将其替换为空气时，潜水艇得以浮出水面。
3. 推进系统：潜水艇通过螺旋桨、水轮或喷气推进器等装置提供推进力。
蒸汽机和电力是过去常用的动力源，而如今，则更多地采用核能。
4. 密封系统：潜水艇的密封非常重要，以确保艇体内外没有漏水。
艇体上的舱室门、观察窗等设备都需要特别设计，以保证在水下艇内的安全。
三、潜水艇的探索海洋深处的作用潜水艇的出现给人们深入探索海洋深处提供了新的途径。
海洋是一个神秘而庞大的领域，仅靠传统的潜水员或潜水装备很难达到深处。
潜水艇则能够长时间停留在水下，承载科学家和研究员深入海底，开展海洋生态、地质和气象等领域的研究。
潜水艇在海洋科学研究中的应用已经取得了重要的成果。
通过潜水艇，人们发现了海底的热液喷口、冷泉和珊瑚礁等生态系统。
同时，潜水艇还发现了大量的珍稀生物物种，加深了人们对海洋生态的认识。
2019-2-51-含新型连接型式的潜艇内部平面舱壁结构设计及模型试验验证
0
引
言
重要组成部分。内部舱壁按结构型式可以分为球 壳的受力优点， 可以获得重量轻而承载能力较大 的收益， 但加工较困难， 且凹、 凸面的承载能力相 面舱壁和平面舱壁 2 种。其中， 球面舱壁利用球
潜艇内部舱壁将耐压船体分隔成若干个独立 的舱室， 其对耐压船体起支撑作用， 是潜艇结构的
收稿日期： 2018 - 09 - 05
利用 ANSYS 校核舱壁的极限承载能力， 并采
改为弧形肘板， 并延伸至与肋骨对齐。根据经验， 提出了 2 种端部结构型式， 如图 4 所示。 垂直加强筋有限元模型及对应位置处耐压壳
用非线性计算方法［4］， 考虑材料的非线性、 几何非
线性对结构承载能力的影响。计算求解控制中， 考虑大变形对非线性计算的影响， 材料非线性采
文献标志码： A DOI： 10.19693/j.issn.1673-3185. 01405
Design and model test verification of internal plane bulkhead with new connection structure in a submarine
胡刚义， 男， 1966 年生， 博士， 研究员。研究方向： 船舶结构优化设计和结构抗爆抗冲击
52
中
国
舰
船
研
究
差太大； 而平面舱壁则加工简单， 从理论上讲其两 侧面的承载能力相同， 有利于舱室布置。因此， 潜 艇内部舱壁仍然大量采用平面舱壁结构型式。 内部平面舱壁属一次性承载结构， 因结构理 论模型复杂， 按规范要求需分别对舱壁板和构架 进行强度与稳定性的弹塑性理论计算及评估， 但 缺乏评估舱壁整体结构极限承载能力的方法， 因 而目前只能通过有限元弹塑性失稳分析来校核。平 面舱壁采用的是直交梁系构架的板架结构型式， 在加强结构端部附近的耐压船体壳板上， 有局部 高应力［1］， 这会影响耐压结构的疲劳寿命， 耐压船 体用材料的屈服强度越高， 对结构的局部高应力 控制要求就越严格。针对舱壁结构极限承载能力评 估和舱壁附近耐压船体壳板上局部高应力的控制 这 2 个问题， 本文将考虑在舱壁加强构架端部采 通过缩比模型试验验证舱壁的极限承载能力。 用新型连接结构型式， 在仿真优化计算的基础上，
《船海工程》2006年总目次
潜艇 ｘ型尾操 纵面 的操 纵特性 …………… …… ………………… ……… ……… ………… 王 京齐 李亚楠 ２ １ 基于 Ｘ ＭＬ的船舶 产品信息集成环境研究 …… ………………… ……… ………………………… … 冯明初 ２ ４ 舰船搭 载系统 的发展 …………………………… ………………… ……… …… ……………………… 杨运桃 ２ ７ 沿 海成品油船船 型技术经济论证 ………………………… …… ………………… 张付喜 马 坤 纪卓 尚 ２ １ １
舰艇消防系统生命力模糊综合评估方法研究 …………………………………… 刘振明 赵建华 陈 伟 ２ ｌ ５ 利用蓄冷空调提高潜艇水下续航力研究 ………… 昊 钢 曾强洪 陈金增 钟民军 黄 平 王 怀 ６ ６ ７ 有限差分法在舰船雷达散射截面计算中的应用 ………………………………… 余 音 廖建国 杨德庆 ６ ７ ０
・
６ ７ ４ ６ ７ ７ ６ ８ １
船舶 结 构 ・
尾柱 的安装及 焊接工艺 … …… ……………………… ………………………………………… ……… 陈 彬 １ 船舶螺旋桨螺距测量计算装置设计 …………・ ………………………………………………………一李 明 １ 船舶机舱监控报警平台的设计 …………………………………………………… 庄肖波 戴晓强 刘维亭 １ 改进 １ ｙｓ ３ ｅ 判别法在 机械状态识别 中的应用 ………… ………………………………… … 毛荣 富 黄 映云 １ ａ 基 于 自适应 遗传算法 的总 体舰船 维修费分配 … …… …………………………………… … 谢 力 魏 汝祥 １ “ 金盛” 轮主机气缸盖裂纹的原因分析与管理 ……………………………………………… 王瑞宣 宫子武 １ 船体强 度及 构件稳定性 与技术经 济性的关系 … …… …………………………………… …… ……… 王友顺 ２ 非轴对 称球 锥过渡环有 限元 分析 及优化设计 … …… …………………………… 刘 勇 张海泉 昊春 芳 ２ 基 于 自适应 噪声 抵消 的源识别及 其相关性研究 …… …………………………… 江 涌 何 琳 章林柯 ２ 小波包降噪在液压泵故障诊断中的应用 ………………………………………… 李志兴 谢向荣 梁迷海 ２ 应用 梁理论 建立鞍 型板 自 成型 的数学模型 … ……………………… 周 波 刘玉君 纪卓 尚 邓燕萍 ３ 重 潜艇 内部有 平 台支撑 的平 面舱壁 极限承载能力非线 性有限元计算 ……………… …… … 黄 晓明 吴 梵 ３ 阻 隔质量刚性隔声研究 ………………………… ………………………………… …………………… 刘颖妍 ４ 内河成品油船结构优化设计 ………………………………………………………………… 邢金有 张宝吉 ４ 液 化乙烯气船 Ｃ型 独立 液货舱稳定性分析 …… ……………… ……………… ……………………… 赵 在理 ４ ２ Ｏ英尺氢氟酸罐式集装 箱结构优化设计 ……… ………………………………… ………… 曾凡 其 钱 伟 ４ 矩 阵法舵系计算程 序开发 … ………………………… ……………………………… …… …………… 刘 埔 ５ 双体船结构 的直接 计算 分析 …………………… …………………………………… …… ・ 杨 平 黄 乐华 ５ 一 巴拿马型 ７ ０ 散货船横 舱壁 结构损坏分析和处 理方 法 …………………… 谢 大明 陈 浩 詹 志鹄 ６ ３ ０ｔ ０ 舰用 ９７ ｏＡ钢结构高 频疲 劳裂纹扩展试验研究 ………………………………… 刘燕红 朱 锡 黄 祥兵 ６ 大金湖游览船船体分段划分方案优化与评估 …………………………………… 廖 国红 柯于舫 刘一平 ６ 水下爆炸作用下加筋板结构响应的数值仿真研究 ……………………………… 牟金磊 朱 锡 张振华 ６ 密加筋板结构 的稳 定性分析 …… ………………………… …… …………………………… 杨 平 刘彦峰 ６ ４ ６ ４ ９ ５ ２ ５ ５ ５ ８ ６ １ ２ ８ ３ １ ３ ５ ３ ８ １ ９ ２ ３ ３ １ ３ ５ ４ Ｏ ４ ３ １ ４ １ ４ ８ １ ２ １ ７
潜艇原理与构造图解
潜艇原理与构造图解潜艇是一种能够在水下航行的水面舰艇，它在军事、科研和商业领域都有着重要的应用价值。
潜艇的原理和构造是其能够在水下航行的基础，下面将通过图解的方式来详细介绍潜艇的原理与构造。
首先，我们来看一下潜艇的原理。
潜艇是利用浮力和重力的平衡来实现在水下的航行。
当潜艇下潜时，它会通过调节船体内部的水密舱来增加船体的重量，从而使潜艇下沉到所需的深度。
而在水面航行时，潜艇会通过排出水密舱内的水来减轻船体的重量，从而浮起到水面。
此外，潜艇还通过潜艇艇体外形设计、动力系统和舵机系统来实现在水下的航行和机动。
接下来，我们来看一下潜艇的构造。
潜艇的船体通常由压力壳体、舱室、动力系统、武器系统、舱口盖、舱口门、舱口密封装置、舱口门限位装置、潜望镜、声呐、螺旋桨和舵等部分组成。
其中，压力壳体是潜艇船体的主要承载结构，它能够承受水下高压环境的作用，保证潜艇内部的密封性和安全性。
舱室是潜艇内部的主要功能区域，包括操纵室、生活区、动力区、武器区等，不同的舱室有着不同的功能和布局。
动力系统是潜艇的动力来源，通常包括柴油发动机、电池组、电动机等，它能够为潜艇提供足够的动力来实现在水下的航行。
武器系统是潜艇的主要作战装备，包括鱼雷、导弹、水雷等，它能够为潜艇提供强大的作战能力。
舱口盖、舱口门、舱口密封装置和舱口门限位装置是潜艇的舱口密封系统，它能够保证潜艇在水下的密封性和安全性。
潜望镜和声呐是潜艇的观察和探测装备，它能够为潜艇提供水下环境的信息。
螺旋桨和舵是潜艇的主要推进和操纵装备，它能够为潜艇提供在水下的机动性和操纵性。
总的来说，潜艇的原理和构造是其能够在水下航行的基础，它通过浮力和重力的平衡、船体外形设计、动力系统和舵机系统来实现在水下的航行和机动。
潜艇的船体由压力壳体、舱室、动力系统、武器系统、舱口盖、舱口门、舱口密封装置、舱口门限位装置、潜望镜、声呐、螺旋桨和舵等部分组成，它们共同保证了潜艇在水下的密封性、安全性和作战能力。
潜艇内部平面舱壁极限承载能力分析
潜艇内部平面舱壁极限承载能力分析潜艇内部平面舱壁的极限承载能力是指在航行或潜行过程中，舱壁所能承受的最大载荷或应力。
这是潜艇设计中非常重要的一个因素，因为潜艇要在严苛的环境下运行，舱壁需要具备足够的强度和耐久性来抵挡各种外界因素的影响。
潜艇内部平面舱壁的极限承载能力需要经过系统的分析和测试，包括以下几个方面：一、材料选择高强度的材料一般是舱壁极限承载能力的关键因素。
大多数潜艇采用了高强度、轻量化的材料，如钛合金、复合材料等，这些材料可以提高舱壁的抗压强度和抗拉强度，使得潜艇可以承受更大的载荷和应力。
二、建模和仿真在设计潜艇时，需要通过建立数学模型和计算机仿真来分析舱壁的极限承载能力。
这些模型和仿真能够模拟各种实际的情况，包括航行过程中的加速度、水压等因素，使得设计师可以更准确地评估舱壁的承载能力。
三、负载测试负载测试是评估舱壁极限承载能力的另一种方法。
这种方法通过施加静态或动态的载荷来测量舱壁的变形和应力情况。
在测试过程中，需要对不同部位的舱壁进行不同的负载测试，以确定各个部位的承载能力和强度。
四、校验和验证潜艇的设计和制造需要严格按照相关标准和规范进行，包括ISO、ASME、DNV等。
这些标准和规范可以确保潜艇舱壁的强度和稳定性达到国际标准，并通过一系列校验和验证来确保设计的正确性和可行性。
总的来说，潜艇内部平面舱壁的极限承载能力分析需要从多个角度考虑，包括材料选择、建模和仿真、负载测试、校验和验证等。
这些分析方法能够为设计师提供充分的数据和信息，使得潜艇设计更加科学、合理和先进。
相关数据是潜艇设计中必不可少的一部分，通过对数据的分析，设计师可以更加准确地评估潜艇舱壁的极限承载能力和强度，以及各种外力因素的影响。
以下是一些与潜艇舱壁极限承载能力相关的数据和分析。
一、材料强度数据舱壁所承受的最大载荷和应力，主要取决于所使用的材料强度。
以下是一些常见材料的强度数据：- 钛合金：抗拉强度1400MPa，屈服强度1200MPa，抗压强度1550MPa，弹性模量110GPa；- 碳纤维复合材料：抗拉强度3000-5000MPa，屈服强度2000-4000MPa，抗压强度2000-3000MPa，弹性模量100-200GPa。
平台支撑的潜艇平面舱壁的极限强度分析
２ 有 限元 分 析 方 法 和 求解 策 略
２ １ 有 限 元 分 析 方 法 ．
耐 压平 面舱 壁极 限 强度 问题是 一个 双重 非线性 问题 ， 有 限元 平衡方 程最 终可 归结 为 其
收 稿 日期 ：０ ６０ Байду номын сангаас 修 改 稿 收 稿 日期 ：０ ６０— ３ ２ ０ —２２ ； ２ ０—３ １
摘
要
借 助 国 际 通 用 的 大 型 非 线 性 有 限 元 分 析 软 件 ， 潜 艇 内 部 以加 强 平 台取 代 水 平 横 桁 的 平 面 舱 壁 结 构 的 对
极 限强度进 行 了非线性 的有 限元分析。阐述 了单元及网格尺度 的选 择和求解控制 策略； 求得 了结构的应力 、
都 比较大 ， 不利 于 艇 内设 备 的布置 和人 员通 行 。 如果 省略 水平横 桁 而直接 采用 舱 内原 有 的平 台适 当加 强 后对 舱壁 进行 支撑 ， 能够 节省潜 艇 宝贵 的 内部 空 间和重 量 ， 有 重要 的军 事和经 济 价值 。但 这种 以加 则 具 强平 台取 代水 平横桁 对 舱壁 进行 支撑 的结 构型 式 ， 内现 行 的潜艇 规范 尚未涉 及 ， 国 亦无 相应 的计算 方
文章 编 号 ： ０ ０ ４ ８ （ ０ ６ ０ — ０ ０ ０ １ ０— ８ ２２ ０ ）３０ ３ —７
平 台支 撑 的潜 艇 平 面 舱 壁 的极 限 强度 分 析
何 杰 吴 梵。 朱 晓军。 黄 晓 明。 ， ， ，
（ ．哈 尔滨 工 程 大 学船 舶 工 程 学 院 ， 龙 江 哈 尔滨 １ ０ ０ ； １ 黑 ５０ １ ２ ．海 军 工 程大 学船 舶 与 海 洋 工 程 系 ， 北 武 汉 湖 ４０３ ） ３ ０ ３
平台支撑的潜艇内部平面舱壁极限强度的模型试验研究
ｒｎ ， ： ｃ ｌ ｕ ｋ ｅ ｄ ｍｏ ｅ ｓ ｄ ｓｇ ｅ ｎ ｄ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ａ ｕ ｍａ ｎ ｔ ｃｕ ｅＴ ｅ ｕ ｔ ｔ ｉ ｅ ａ １２ ｓ ａ ｅ ｂ ｌ ｈ ａ ｄ ｌｉ ｅ ｉ ｎ ｄ ａ ｄ ｍａ ｅ ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｅ ｌｓ ｂ ｒ ｅ ｓｒ ｔ ｒ ． ｈ ｌ ｍａ ｅ ｉ ｕ ｉ
中 图 分 类 号 ：Ｕ ６ ．３ ６１ ４ 文 ｏ ｌｉ ａ ｅ ｓｒ ｎｇ ｈ ｏ ｌ ｎ ｌ ｈｅ ｄ ｄｅ ｅ ｔｒ ｓ ａ ｃ ｎ ｕ ｔｍ ｔ ｔ ｅ ｔ ｆｐ ａ ｅ ｂｕ ｋ ａ Ｓ ｏｐｏ ｔ ｄ ｂ ｎｓｄｅ ｄ ｃ ｆｓ ｍ ａ ｉ Ｕｐｐｏ ｅ ｙ ｉ ｉ ｅ ｋ ｏ ｕｂｍ ｒｎｅ ｒ ｉＳ Ｕ
Ｖｏ ． ＮＯ５ １１ｌ ． ０ｃ ．２ ０ ｔ ０７
平台支撑 的潜艇 内部 平面舱壁极 限强度 的模型试验研 究
吴 梵 ，朱 晓 军 ，黄 晓 明 ，吕岩松
（ 军 工 程 大 学 船 舶 与 海 洋 工程 系 ， 汉 ４ ０ ３ ） 海 武 ３ ０ ３ 摘 要 ： 了 研究 平 台 支 撑 的 潜 艇 内部 平 面舱 壁极 限 强 度 ， 据 实 艇 舱 壁 结 构 ， １ 为 根 按 ： 缩 尺 比设 计 制 作 了 一 个 舱 ２的 壁 模 型 ， 用 内压 试 验 方 法 进 行 了模 型 极 限承 载 能 力 的试 验 。 用 国 际通 用 的大 型非 线 性 有 限 元 分 析 软件 ＭＳ ／ 采 利 Ｃ
潜艇各种知识点总结
潜艇各种知识点总结潜艇的类型根据用途和设计特点，潜艇通常可以分为核动力潜艇和常规动力潜艇两大类。
核动力潜艇是以核反应堆为动力装置，能够在水下长时间航行的潜艇，具有较高的航行速度和续航能力，通常被用于远洋巡航和核威慑等任务。
常规动力潜艇则是以柴油发动机或电池为动力装置，航行能力相对较弱，但在海岸防御和近海作战等方面具有较好的表现。
潜艇的结构潜艇的结构包括外壳、动力装置、舱室、舱门、潜舱等部分。
潜艇的外壳通常由耐压材料制成，能够在水下承受较大的水压，确保潜艇内部的安全。
潜艇的动力装置包括核反应堆、柴油发动机、电池等，为潜艇提供驱动力。
舱室是潜艇的主要活动空间，内部设有控制室、舱门、舰桥、居住区等设施。
潜艇的潜舱设计用于控制潜艇在水下的浮力和下沉机制，确保潜艇能够稳定地在水下航行。
潜艇的武器装备潜艇作为一种重要的军事装备，通常装备有鱼雷、导弹、水雷等武器。
鱼雷是潜艇的主要攻击武器，可以对水面舰船和潜艇进行攻击，具有较高的杀伤力。
导弹通常用于对陆地目标进行攻击，是潜艇远程打击的重要手段。
水雷则通常用于布设水下障碍和封锁海域，对敌方舰船进行限制和阻碍。
除此之外，潜艇还可以装备有声呐、潜望镜、雷达等侦察和探测设备，以便在水下对敌方目标进行监视和侦察。
潜艇的作战方式潜艇通常可以进行水下作战和水上作战。
在水下作战中，潜艇通过潜舱控制浮力，潜入水下，利用声纳和潜望镜对敌方目标进行侦察和攻击。
在水上作战中，潜艇可以利用传统的海上舰炮和导弹等武器对敌方舰船进行攻击。
潜艇还可以通过布雷、布网、猎潜等方式，对敌方舰船进行限制和扰乱。
在作战中，潜艇通常需要利用深度和航行速度等优势，隐蔽自己的位置，发动突袭和打击。
潜艇的发展趋势随着科技的发展，潜艇的性能和作战能力不断提升。
未来潜艇的发展趋势包括提高潜艇的隐蔽性和潜行深度，提高潜艇的航行速度和续航能力，提高潜艇的武器装备和作战能力。
此外，还有一些新型的潜艇技术和装备正在不断发展和研究，例如潜射导弹、声纳阵列、无人潜艇等，这些新技术将为潜艇的未来发展提供新的动力和可能性。
舰艇结构知识
1．船体强度舰艇的船体结构在规定条件下抵抗各种外力不致造成严重变形或破坏的能力。
按船体结构的整体或某一局部的受力状况，分为总体强度、局部强度、横向强度等。
以舰艇航行状态为基本工况进行校核；必要时以坐坞或下水工况进行校核，分别称为坐坞强度和下水强度。
2．水面舰艇结构由板材和骨架材制成的水面舰艇船体结构物的总称。
亦称水面舰艇船体结构。
分为基本结构与专门结构。
基本结构,包括主船体和上层建筑。
专门结构,是适应特殊需要而设置的局部性结构，如武器装备基座下的加强结构；机械设备的基座结构；球鼻首结构；装甲结构；烟囱结构；尾轴架结构等。
水面舰艇船体结构骨架的布置方式称为骨架形式，分为横骨架式、纵骨架式、混合骨架式。
横向骨架布置较密、纵向骨架较稀的为横骨架式；纵向骨架布置较密、横向骨架较稀的为纵骨架式；部分采用横骨架式、部分采用纵骨架式的为混合骨架式。
焊接的钢质主船体结构主要有船底结构、舷侧结构、甲板结构和舱壁结构等。
船底结构有单层底和双层底。
单层底结构，有一层船底板，船底骨架一般有中内龙骨、旁内龙骨、肋板、船底纵骨等。
双层底结构，除船底板和一层内底板外，船底骨架一般有中底桁、旁底桁、肋板、内底纵骨和外底纵骨等。
有的船底结构中还设有舭龙骨等。
舷侧结构，一般有舷侧外板、肋骨、舷侧纵桁与舷侧纵骨等。
甲板结构，一般有甲板板、横梁、甲板纵桁和甲板纵骨等。
舱壁结构，一般有舱壁板、扶强材、水平桁与竖桁等。
在主船体结构中还有根据需要设置的支柱。
水面舰艇还有一些特殊的船型，如滑行艇、水翼艇、航空母舰、气垫船、小水线面双体船等。
它们的船体结构各有特点。
滑行艇一般为首端尖削，艇底平坦，舭部有折角，在波浪中航行时需承受很大的水动压力；底部结构的骨架与外板较厚，肋骨与肋板在舭部折角线交接处均有肘板连接，以保证足够的局部强度。
水翼艇除具有滑行艇的特点外，还有水翼结构，水翼同船体有可靠的连接。
航空母舰的船体结构有飞行甲板和机库。
气垫船的船体结构常为铝合金或玻璃钢制造的薄壁盒形结构,骨材间距较小,波浪砰击往往是决定构件尺寸的主要根据。
2022年江苏省常州市中考物理试题
常州市二〇二二年初中学业水平考试物理试题注意事项：1. 本试卷满分100分，考试时间100分钟.考生应将答案全部填写在答题卡相应位置上，答在本试卷上无效.考试结束，试卷、答题卡一并上交.2. 答题前，考生务必将自己的姓名、考试证号填写在试卷上，并填写好答题卡上的考生信息.3. 作图题必须用2B铅笔作答，并请加黑、加粗.一、单项选择题（本题共15小题，每小题2分，共30分）每小题只有一个．．．．选项符合题意.1. 下列粒子中，带负电的是（）A. 电子B. 质子C. 中子D. 原子核2. 小明坐校车上学.校车行驶过程中，小明认为自己是静止的，他选取的参照物是（）A. 校车驾驶员B. 沿途的路灯C. 路旁的树木D. 对方车道驶来的公交车3. 在加勒比海红树林中，科学家发现最大的细菌——华丽硫珠菌，形如一根细绳，可用肉眼直接观察，如图所示，其长度l为（）A. 2cmB. 2.0cmC. 2.00cmD. 2.000cm4. 2022年北京冬奥会期间，北京皮影艺术剧院紧扣冬奥题材，精彩呈现皮影戏《寻找雪姑娘》，如图所示.下列情境中，与皮影戏原理相同的是（）A. 雨后彩虹B. 树荫下光斑C. 水中倒影D. 筷子弯折5. 鸟儿白天会将玻璃幕墙看成蓝天白云，黄昏会透过玻璃看到明亮室内的绿色植物，导致其贸然飞往撞击受伤.鸟儿在如图所示位置所见情景，是因为在玻璃与空气分界面处分别发生（）A. 光的反射，光的折射B. 光的折射，光的反射C. 光的反射，光的直线传播D. 光的直线传播，光的折射6. 小明背着书包从教学楼的一楼匀速爬到三楼，此过程中，以书包为研究对象，其（）A. 动能增加，重力势能增加，机械能增加B. 动能增加，重力势能不变，机械能增加C. 动能不变，重力势能增加，机械能增加D. 动能不变，重力势能不变，机械能不变7. 2021年10月14日，我国成功发射“羲和号”探测卫星.卫星围绕太阳运行并展开探测，至今已将大量图片信息传回地球，下列说法中错误的是（）A. 该卫星探测的太阳是宇宙的中心B. 该卫星利用电磁波将图片信息传回地球C. 该卫星表面材料的隔热性能极佳D. 该卫星的太阳能板将太阳能转化为电能8. 如图所示为西汉时期的熊足青铜鼎.考古学家打造了一个仿制品进行实验：鼎内装较多水、盖上向外凸起的鼎盖、闭合锁扣，鼎下堆放干柴燃烧，当鼎外为1标准大气压时，鼎︒沸腾，因此该鼎被誉为“古代高压锅”.下列事实中，不能导致“鼎内的水内的水在120C︒沸腾”的是（）在120CA. 鼎盖厚实自重较大B. 鼎盖与鼎体结合处平整，密封性好C. 锁扣给鼎盖施加向下的压力D. 鼎内所装水的质量较大9. 2021年7月，我国南海海域，齿鲸发出巨大的超声波震晕一群小鱼，在齿鲸旁观察的潜水员却没有听到齿鲸发出的声音.齿鲸发出的声音（）A. 响度大、频率高B. 响度大、频率低C. 响度小、频率高D. 响度小、频率低10. 有市民在湿地劳动时不慎陷入淤泥无法脱身.救援者将宽大的木板平绑在鞋底，顺利走p，救援者连同木板的到受困者身边，如图所示.受困者的质量为50kg、对淤泥的压强为1p，淤泥处处相同，则（）总质量为80kg、对淤泥的压强为2A. 12p p <B. 12p p >C. 12p p =D. 数据不全，无法比较11. 如图所示，2022年北京冬奥会高山滑雪比赛，运动员与旗门杆（弹性杆）发生碰撞，导致运动员滑行速度明显变慢且杆明显变弯.碰撞过程中，杆阻碍运动员滑行的力与运动员撞击杆的力，属于（ ）A. 同一个力B. 一对平衡力C. 一对相互作用力D. 同一物体受到的不满足平衡条件的两个力12. 2022年1月，海啸导致南太平洋岛国汤加淡水紧缺.为实施人道主义救援，中国海军五指山舰日夜兼程抵达汤加之后，停泊于码头旁并通过管道向陆地输送550t 淡水.如图所示，输水过程中，五指山舰（ ）A. 舰体略上浮 受到浮力不变B. 舰体略上浮 受到浮力变小C. 舰体略下沉 受到浮力不变D. 舰体略下沉 受到浮力变大13. 为了拔除外来入侵物种“一枝黄花”，农业专家自制轻质拔草器.如图所示，将拔草器左下端的叉子插入植株根部，用手对拔草器施力，可将植株连根拔起.若拔同一植株，手施力最小的是（ ）A. B. C. D.14. 小明把安装完成的直流电动机模型接入如图所示的电路中，闭合开关并调节滑动变阻器，电动机正常转动.若要改变电动机转动方向，下列做法中无效的是（ ）A. 只对调电源的正、负极B. 只对调磁体的N、S极C. 同时对调电源的正、负极和磁体的N、S极D. 导线①改接G、F点，导线②改接C、E点15. 燃气安全检查过程中，技术人员在某住户家中用测电笔测试金属燃气管道，发现：闭合厨房开关S、灯L亮，测电笔氖管发光；断开厨房开关S、灯L熄灭，测电笔氖管不发光.该住户家中，厨房照明电路的导线绝缘皮破损处与管道接触的实际情况是（）A. B. C. D.二、填空作图题（每空格1分，每图2分，共26分）16. 1标准大气压下，冰熔化过程中冰水混合物的温度_________（小于/等于/大于）水凝固过程中冰水混合物的温度，冰熔化过程中所需环境温度_________（小于/等于/大于）水凝固过程中所需环境温度.17. 麻省理工学院的研究团队将直径为9nm、合_________m的特殊颗粒植入豆瓣菜叶子中，发现在黑暗环境下，叶子发出微弱的光，实现化学能向_________能的转化，如图甲所示.研究者通过凸透镜观察到如图乙所示的_________（虚/实）像，该透镜可用来矫正_________（近视/远视）眼.18. “新冠”疫情防控要求：来自中高风险地区的人员，需要隔离.为此，综合实践小组自制如图甲所示的开门报警器，电路板固定于大门，条带左端插在两电池之间、右端固定于门框.如图乙所示，大门一旦被打开，灯亮、电铃响.条带在电路中起到了电路元件_________的作用，具有优异的_________（导电/绝缘）性.某次测试发现，把大门打开，电铃响而灯不亮，故障可能是灯L处发生_________.19. 在空间站失重环境下，书写并非易事.（1）用铅笔书写，飞溅的铅笔芯颗粒（石墨材料）导电性能极佳，进入电器会导致电路发生_________故障.（2）用钢笔书写，墨水不会自动往下流，导致书写断断续续.为此，美国于1965年设计出如图甲所示的“太空圆珠笔”.书写过程中，笔尖与纸张的摩擦类型属于_________摩擦，笔芯内氮气的质量__________，密度_________.（3）2021年9月的“开学第一课”，航天员刘伯明在空间站用毛笔写下了“理想”二字，如图乙所示.书写过程中墨汁附着在毛笔上并没有四处飞溅，从分子角度而言，这是因为_________.20. 某型号电饭锅有加热和保温两挡，电路如图所示.220V 电压下，其加热挡功率为1100W ，保温挡功率为20W .（1）闭合开关1S 、2S ，电饭锅处于__________挡.（2）电阻丝1R 的阻值为_________Ω，2R 的阻值为_________Ω. （3）处于保温状态的电饭锅，20min 产生热量_________J .21. 天然气热水器将40kg 的水从15C ︒加热到65C ︒，此过程中天然气完全燃烧释放热量的84%被水吸收，水吸收热量_________J ，天然气完全燃烧释放热量_________J ，需要消耗天然气_________kg .这是通过_________方式改变水的内能.[()34.210J/kg C c =⨯⋅︒水，7410J/kg q =⨯天然气]22. 北京冬奥会滑雪场，索道设施可将物资从山脚运往山顶.如图所示，封闭式轿厢随钢索向右上方做匀速直线运动，请画出静止在轿厢内的物体A 受到所有力的示意图.23. 条形磁体的磁感线如图所示，小磁针处于静止状态.请在图中标出：①磁感线A 点处的磁场方向；②小磁针的N 极.三、解答探究题（第24题4分，第25题7分，第26题8分，第27题5分，第28题6分，第29题14分，共44分）计．算型问题．．．．解答时要有必要的文字说明、公式和运算过程，直接写出结果的不能得分.24.（4分）2021年12月22日，常州发生4.2级地震，震源处同时产生并向各个方向发出P 波和S 波，P 波的传播速度是3710m/s ⨯，S 波的传播速度是33.510m/s ⨯.常州市地震局于当日21h 46min 07s 探测到P 波、于当日21h 46min 09s 探测到S 波，问：（1）地震局距离震源有多远？ （2）震源发生地震的时刻？25.（7分）2022年4月，一头质量为180kg 的海豚在昌江棋子湾受伤搁浅，被救援人员送至科研基地治疗.救援过程中，利用如图所示的滑轮组，在40s 时间内，救援人员用500N 的拉力F 拉动绳端，把轻质布兜内的海豚沿竖直方向匀速提升2m .g 取10N/kg ，问，此过程中：（1）滑轮组对海豚做的有用功有多大？ （2）拉力F 做功的功率有多大？ （3）滑轮组的机械效率有多大？26.（8分）潜艇在水舱内无水时应漂浮于海面，可以通过充入适量海水实现潜入海中.2013年，西班牙刚建成的S 80-潜艇，质量为63.310kg ⨯.海水密度为331.110kg/m ⨯，g 取10N/kg .（1）工程师对潜艇进行试验，发现水舱内无水的潜艇居然在海水中沉没、最终静止在水平船坞底部，如图甲所示，已知船坞底部对潜艇的支持力为56.610N ⨯，求潜艇的体积有多大？（2）为了实现水舱内无水时潜艇刚好悬浮在海水中，工程师先将潜艇切割成两段，然后在这两段之间加入增补舱段，如图乙所示，建成潜艇如图丙所示.已知增补舱段的质量为44.410kg ⨯，求增补舱段的体积有多大？（3）在此基础上，工程师将潜艇内的部分原设备更换为更_________（轻/重）的新设备，即可实现在水舱内无水时潜艇漂浮于海面.27.（5分）小组同学比较沙子和水的比热容，实验装置如图甲、乙所示.（1）在两个相同的易拉罐内分别装入初温、_________相同的沙子和水.（2）用两盏相同的酒精灯同时加热沙子和水，加热过程中需用玻璃棒不断搅拌.搅拌的目的是：_________.测得实验数据如表格所示.加热时间/min 0 1 2 3 4 5 温度/C ︒沙子 18 22 29 37 45 — 水181921232527（4）加热相同的时间，发现沙子的温度升得更高，有同学认为此过程中沙子吸收热量比水吸收热量多，该观点_________（正确/错误）.（5）分析数据可得沙子的比热容_________（小于/等于/大于）水的比热容.28.（6分）溧阳市竹箦镇洙汤村的吕先生在农田捡到一块形状特殊的石头，经文物部门鉴定，竟然是新石器时代的石箭头.小组同学对其复制品展开密度测量.（1）将天平放在水平桌面上，游码移至标尺的_________处，发现指针指向分度盘左侧，如图甲所示，小明应该向_________（左/右）调节平衡螺母直至指针指向分度盘中央的刻度线.（2）在调好的天平左盘内放入石箭头，天平平衡时，右盘中的砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示，其质量是_________g .（3）用不吸水的细线拴住石箭头，使其浸没在装有适量水的量筒中，量筒内水面位置如图丙、丁所示，石箭头的体积是_________3cm . （4）算得石箭头的密度是_________3g/cm .（5）石箭头的吸水性将导致密度的测量值_________（小于/等于/大于）其真实密度. 29.（14分）实验室有三种小灯L 红、L 绿、L 蓝，通电时分别发出红、绿、蓝光.已知三种小灯通电时发光颜色不同，其他电学特征完全一致，小灯标有“额定电压2.5V ”. （一）小组同学测量任一小灯0L 的额定功率.（1）请在图甲中完成电路连接，要求：开关S 闭合前，滑动变阻器的滑片P 置于A 端.（2）调节滑动变阻器展开测量，实验数据如表格所示.第⑤次实验操作时，电流表的示数如图乙所示为_________A ，则0L 的额定功率为_________W .实验序号①②③④⑤电压表示数/V0.51 1.52 2.5电流表示数/A0.020.060.120.2—（3）由表格数据可知，小灯的电阻具有的特点是：_________.（4）继续调小滑动变阻器接入电路的电阻，L发出强光之后很快熄灭，之后观察发现电流表无示数、电压表有示数，故障原因是L发生_________.（二）小明利用多个小灯串联得到小彩灯，将其接在电压恒为24V的电源两端，则至少应将_________个小灯L串联.小明打算在夜间用小彩灯为绿色植物幼苗提供照明、促进其生长，则组成小彩灯的小灯中不宜出现__________（L红/L绿/L蓝）.（三）有科普读物写道：“红、绿、蓝三种色光按不同比例混合，能得到任何一种其他颜色的视觉效果”.（1）小华对此展开实验验证，请在图丙中完成电路连接，要求：顺时针转动电位器（旋钮式变阻器）的滑片，灯变亮；逆时针转动滑片，灯变暗.小华利用该电路验证了科普读物结论的正确性.（2）小华还发现：同等强度的红、绿、蓝光混合在一起，能得到近似白光的视觉效果.由此小华设计了通电后能发出近似白光的灯泡，请在图丁中完成该灯泡内部的电路连接.该灯泡的额定电压为_________V，额定功率为_________W.。
数学建模 潜水艇题目
数学建模潜水艇题目
题目：潜水艇的深度限制与压力关系
问题描述：
潜水艇是一种能够在水下航行的舰艇，其最大下潜深度受到多种因素的影响，其中最主要的是艇体材料所能够承受的压力。
在一定深度下，潜水艇所承受的水压是非常巨大的，如果超过艇体材料的承受能力，将会导致艇体破裂，造成严重的后果。
因此，了解潜水艇的深度限制与压力的关系是至关重要的。
数学模型：
设潜水艇的最大下潜深度为 D 米，艇体材料所能够承受的最大压力为 P 帕
斯卡。
根据物理学的原理，水压与深度成正比，即每增加1米深度，水压增加约100,000帕斯卡。
因此，我们可以建立如下的数学模型：
P = 100,000 × D
这个模型告诉我们，潜水艇的最大下潜深度 D 与艇体材料所能够承受的最
大压力 P 之间的关系。
如果已知 P，我们就可以通过这个模型计算出 D 的值。
解决方案：
根据上述数学模型，我们可以计算出不同压力下的最大下潜深度。
例如，如果艇体材料所能够承受的最大压力为 1,000,000 帕斯卡，那么潜水艇的最大下潜深度为 100 米。
此外，我们还可以根据不同深度下的水压来计算潜水艇所能够承受的最大压力。
例如，如果潜水艇的最大下潜深度为 50 米，那么艇体材料所能够承受的最大压力为 50,000,000 帕斯卡。
结论：
通过建立数学模型，我们可以更好地理解潜水艇的深度限制与压力的关系。
在实际应用中，我们可以通过调整艇体材料的厚度或采用其他抗压措施来提高潜水艇的下潜深度。
此外，了解潜水艇的深度限制与压力的关系还有助于我们更好地评估潜水艇在水下的安全性能。
潜艇制作的原理
潜艇制作的原理潜艇是一种可以在水下航行的水面舰艇，其制作原理主要包括结构设计、动力系统、浮力控制系统、船体强度等方面。
首先，潜艇的结构设计至关重要。
潜艇需要具备在水下承受压力、保持密封性和抵御攻击的能力。
为此，潜艇通常采用双壳结构或多壳结构，即外壳和内壳之间存在空隙，以增加船体的强度和稳定性。
此外，潜艇还在船体上设置了许多防止水流进入的密封舱室，如填充橡胶密封等，以便保持艇内的干燥和安全。
其次，潜艇的动力系统是实现水下航行的关键。
目前，潜艇动力系统主要有燃油动力系统和核动力系统两种类型。
燃油动力系统主要通过柴油发动机和电池组来提供动力，使潜艇在水面和水下航行时都能进行持久的动力提供。
核动力系统则利用核反应堆产生热能，通过蒸汽和涡轮机等设备转化为机械能，从而提供更持久和强大的动力，大大提高了潜艇的水下航行能力。
浮力控制系统是潜艇制作中的另一个重要方面。
浮力控制系统通过改变潜艇的浮力和重力之间的平衡状态，实现潜艇在水下的浮沉控制。
潜艇通常利用水密舱室和压水舱室的变化来调整浮力。
水密舱室可以通过泵或气压系统来注入或排出水分，从而改变潜艇的重量和浮力。
压水舱室则通过改变内部的储存水量来调节浮力。
通过控制浮力和重力的平衡，潜艇能够在水下保持稳定的浮沉状态。
此外，船体强度也是潜艇制作中需要考虑的关键因素之一。
由于潜艇在水下航行时需要承受来自水压的巨大力量，船体的强度必须足够强大以保证潜艇的完整性和稳定性。
潜艇船体常使用特殊的高强度钢材或复合材料制成，以增加船体的抗压能力。
此外，潜艇船体还需要考虑到水流和水压对船体的影响，通常会设计成流线型或扁平的结构，以减小水流的阻力和压力。
总之，潜艇制作的原理涉及结构设计、动力系统、浮力控制系统和船体强度等方面。
通过合理设计船体结构、提供可靠的动力系统、有效控制浮力和重力平衡以及增强船体强度，潜艇能够实现在水下航行的能力。
潜艇的制作原理不仅为潜艇的设计与制造提供了理论依据，也为潜艇的性能提升和技术创新提供了指导。
潜艇的力学原理
潜艇的力学原理潜艇是一种特殊的船舶，可以在水下进行航行。
它是通过控制浮力和推动力来实现水下航行的。
潜艇的力学原理涉及到浮力、重力、推进力以及阻力这些关键概念。
首先，浮力是潜艇力学原理中非常重要的概念。
根据阿基米德原理，物体在液体中受到的浮力等于它所排除的液体的重量。
潜艇通过调节舱室内的水的数量和位置来控制浮力。
当舱室内的水增加时，潜艇的总体体积增加，进而排除的液体重量增加，从而增加浮力。
相反，当舱室内的水减少时，潜艇的体积减小，浮力也随之减小。
通过控制浮力，潜艇可以在水面上浮起、在水下潜行以及在水中保持特定的深度。
其次，重力是潜艇力学原理中另一个关键概念。
重力是指地球对物体的吸引力。
在水下，潜艇受到的重力和在陆地上是一样的。
重力通过船舶的质量来确定，潜艇的质量越大，受到的重力也越大。
潜艇需要通过调节浮力来平衡重力，以确保潜艇的稳定性。
推进力是潜艇力学原理中非常关键的概念。
潜艇需要能够在水下进行航行，因此需要具备推进力。
潜艇的推进力主要由潜艇内部的引擎来提供。
引擎将燃料燃烧产生的能源转化为推进力，推动潜艇向前运动。
当潜艇需要改变速度或者方向时，引擎可以调整推进力的大小和方向。
最后，阻力也是潜艇力学原理中重要的概念。
阻力是水对潜艇运动的抵抗力。
潜艇在水中运动时，会受到水的阻力影响。
阻力与潜艇的速度和形状有关，速度越快、形状越大，阻力就越大。
潜艇需要通过减小阻力来提高速度和效率。
潜艇的造型通常采用流线形状，以减小阻力。
综上所述，潜艇的力学原理涉及到浮力、重力、推进力以及阻力这些关键概念。
通过调节浮力和控制推进力，潜艇可以在水下进行航行。
控制浮力可以使潜艇在水面上浮起、在水中潜行以及保持特定的深度。
推进力由潜艇内部引擎提供，使潜艇向前运动。
阻力是水对潜艇运动的抵抗力，可以通过改变潜艇的造型来减小阻力。
潜艇的力学原理以及相关的航行原理非常复杂，需要通过科学技术、工程设计和物理学等知识来解释和理解。
潜水艇工作原理
潜水艇工作原理潜水艇是一种能够在水下航行的水下舰艇，它的工作原理主要依靠浮力和推进力。
潜水艇通常由船体、动力系统、操纵系统、武器系统等部分组成，下面我们将详细介绍潜水艇的工作原理。
首先，潜水艇的船体采用了特殊的设计，能够承受水压并保证潜水艇在水下航行时的结构强度。
船体外部覆盖着防腐蚀的特殊涂层，以保护船体不受海水侵蚀。
在船体内部，还配备有压力舱，可以根据需要调节船体内外的水压差，以保证潜水艇在不同深度下的航行安全。
其次，潜水艇的动力系统主要由电池和发动机组成。
在水面航行时，潜水艇会使用发动机驱动螺旋桨进行推进；而在水下航行时，潜水艇则会切换到电池供电，利用电动机驱动螺旋桨进行推进。
这种双重动力系统的设计，使得潜水艇能够在水面和水下灵活切换，并保证了潜水艇的长时间潜航能力。
除了动力系统，潜水艇的操纵系统也是其工作原理的重要组成部分。
潜水艇的操纵系统包括舵、平衡舱、深度舵等设备，通过这些设备潜水艇可以在水下进行姿态控制和深度控制，从而保证潜水艇在水下航行时的稳定性和安全性。
最后，潜水艇的武器系统也是其工作原理的重要组成部分。
潜水艇通常配备有鱼雷、导弹等武器，这些武器可以对水面舰艇和潜艇进行攻击。
潜水艇的武器系统通过先进的声纳和导航设备，能够在水下精确锁定目标并进行攻击，从而提高了潜水艇的作战能力。
总的来说，潜水艇的工作原理主要包括船体设计、动力系统、操纵系统和武器系统等多个方面。
这些方面相互配合，共同保证了潜水艇在水下的航行和作战能力。
潜水艇作为一种重要的水下作战平台，将继续在未来发挥重要作用。
海底两万里潜水艇运作原理
海底两万里潜水艇运作原理
海底两万里潜水艇是一种专门用于在海底进行探索和研究的工具。
它的运作原理是基于物理学和工程学的原理，通过合理的设计和创新的技术实现。
潜水艇的主要部分包括外壳、推进装置、控制系统和供电系统。
外壳是潜水艇的骨架，能够承受水压并保护内部设备。
推进装置是潜水艇的动力来源，通常采用涡轮推进器或螺旋桨来提供推进力。
控制系统是潜水艇的大脑，通过操纵潜水艇的舵和推进装置来实现运动控制。
供电系统提供潜水艇所需的电力，通常使用电池或核能源。
在海底两万里潜水艇的运作过程中，潜水艇首先下沉到设定的深度。
在下沉过程中，潜水艇要根据水压变化调整内外压平衡，以确保舱内的温度和湿度适宜，并保证潜水艇的结构不受损坏。
当潜水艇达到设定的深度后，它会开始进行海底探索。
潜水艇通过控制推进装置来前进、后退或悬停。
同时，潜水艇还配备了各种传感器和仪器，用于探测海底的地形、水质和生物等信息。
这些传感器和仪器会将收集到的数据传输到控制系统，潜水艇的操作员可以根据这些数据做出相应的决策。
在探索过程中，潜水艇还需要保持与地面的通讯联系。
通常，潜水艇会使用水声通信技术与地面进行交流。
这种通信方式可以在水下传输声音信号，使地面操作员能够实时了解潜水艇的情况，并提供
必要的指导和支持。
海底两万里潜水艇的运作原理是基于工程学和科学原理的结合。
它的设计和制造需要经过多次试验和改进，以确保潜水艇能够在各种复杂的海底环境中安全运行。
通过不断的创新和技术进步，海底两万里潜水艇已经成为人类探索海洋深处的重要工具，为我们揭开了海底世界的神秘面纱。
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Ａ ｓ ａｔ ｎｎｎｎａ Ｅ ｕｙｏ ｅ ｌｍ ｔ ｓｅｇ ｔ ｌ ｅｂｌ ｅｄｓｐｏｔ ｙｉ ｉｅ ｅｋｉ ｓｂ ａ ｂｔ ｃ Ａ ｏｌ ｅｒ Ａ ｓ ｄ ｎｔ ｔ ａ ｒｎｔ ｏ ｈ ｐ ｎ ｕ ｈａ ｐｒ ｄｂ ｓ ｃ ｕｍ — ｒ ｉ Ｆ ｔ ｈ ｕｉ ｅ ｔ ｈ ｆ ｅ ａ ｋ ｕ ｅ ｎｄｄ ｎ
拟计算。
１ 非 线性有 限元 计算
采用有 限元 程序 Ｍ ＣＰ Ｔ Ａ — Ａ Ｃ Ｓ ／ Ｒ Ｎ Ｍ Ｒ 对模 型 Ａ 进行有限元离散与模 拟， 所计算 的模型按照实艇 结构真实尺寸与结构形式按 １２ 比而成。包括 ：缩 耐压壳体 、 外肋骨 、 舱壁与平 台结构。建立的有 限 元 模 型采 用 （ 四边 形 或 三 角 形 ） 线 性 薄 壳 单 元 双 （Ａ Ｃ Ｍ Ｒ 中单元 号 １８ １９ 模 拟 耐压 壳 体、 壁 ３、３） 舱
维普资讯
船 海工程
文章编 号
２０ 年第 ３ （ ０６ 期 总第 １２期 ） ７
１７．９３ ２０ ）３０２－３ ６ １ ５ （０ ６０ —０３０ ７
潜 艇 内部 有 平 台支 撑 的平 面 舱 壁 极 限 承 载 能 力 非线性有 限元计算
黄晓明 吴 梵
文献标识码 Ａ 中图分类 号
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板， 而肋 骨 、 梁纵 骨 、 壁 上垂 向加 强 材 与水 平 横 舱
撑是一种新型潜艇舱壁结构形式 ， 其优点是能够 节省潜艇宝贵 的内部空 间同时有利于减轻重量 ， 具有重要 的实用价值 。使用平 台代替水平横桁对 平 台进行 支撑 后 ， 个 重要 的 问题 是确 定 其 极 限 一
收稿 日期 修 回 日期 ２０ —００ ０５１－８ ２０ －２２ ０６０ —８
２６２个 节点 ， 图 １ ０ １ 见 。
１ １ 边界 条 件 与加载 ．
作者简介
黄 晓明 （９ ８ ， ， １７ 一）男 硕士生 。
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极 限强 度则 集 中在 散货 船 槽 型舱壁 的极 限强度 研
防挠材采用薄壁梁单元 模拟 ， 中 Ｔ型材采用开 其
口薄 壁梁 单元 （ 元 号 ７ ） 扁 钢采 用 闭 口薄 壁 梁 单 ９， 单元 （ 元 号 ７ ）为 保 证 结 果 的精 度 ， 用 较 为 单 ８， 采
精细 的 网格 划 分 ， 个 模 型 共 ２ １ ０ 单 元 ， 整 ５ 个 ３
Ｋｅ ｌ ｓ ｂ ｌｈ ａ ｓｂ ｒ ｅｄ ｃ ｕｔ ｔ ｅ ｒ ｇｃｐ ｃｔ ｎ ｎｉｅｒＦ ｙ ＷＯ＇ ｕｋ ｅｄ ｕ ｍａ ｎ ｅ ｋ ｌ ｉ ｅｂ ａｉ ａ ａ ｉ ｏ ｌ ａ ＥＭ ｄ ｉ ｍａ ｎ ｙ ｎ
潜艇内部平面舱壁是潜艇内部结构的常见形 式， 其主要作用是从 内部支撑耐压壳体 ， 当发生舱 室破损时防止水 的蔓延 ， 构成逃生舱室。传 统的 平 面舱 壁设 计 中 ， 为保证 舱壁 的承 载 能 力 ， 用 １ 采 ３ 根大型水平横桁进行支撑ｎ。通常水平横桁 ］
承载 能 力是 否仍 能 够满 足潜 艇 规范 中 的要 求 。 结 构 的极 限强 度研 究一 直 受到 各 国工程 界 的
重视 ， 船舶行业 中研究 的最广泛最深入的是船体 极 限强度研究 ， 即船体 的总纵强度研究 ， 对此 ， 国 内外都进行 了大量 的研究工作 ］ 。对 于舱 壁 的
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武汉 ４ ０３ ３０３ 海军工程 大学船舶 与动力 学院
摘
要
对 由平 台支撑 的潜 艇内部平 面舱壁 这种 新型 结构进 行非 线性 有限元 分析 ， 到结 构 的极 限承 得 舱壁 潜 艇平 台
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载能力 ， 分析结构 上应力分布规律 ， 结构 的塑性 破坏机理 。 探讨 关键词 极限承载 能力 非线性有 限元
的尺 寸和 重量 都 比较 大 ， 不利 于艇 内设 备 的布 置 。 省略水平横桁而直接采用 内部平台对舱壁进行支
究 与潜 艇球 型 耐压 舱壁 极 限强 度研 究 。对 潜艇 平 面舱 壁 的研究 相对 较少 。 使 用 通用 有 限元 软件 ＭＳ ／ Ｒ 对 这 种新 型 ＣＭＡ Ｃ 舱壁 模 型进行 几 何 、 料 的 双 重 非线 性 有 限元 模 材