基于弹性半空间理论的深潜器观察窗应力分析

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着时间的推移蠕变变形，因此准确掌握观察窗内部
察窗与窗座之间的接触锥形面进行了打磨处理，，
约为０．１，观察窗与窗座之间的接触形式为面一面
接触，具体样式如图１所示。
的应力分布是观察窗设计的重要基础。文献［２］采
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｕｒａｔｅｌｙａｎａｌｙｓｅｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｌｓｔｒｅｓｓｏｆｄｅｅｐ－ｓｅａｈｕｍａｎｏｃｃｕｐｉｅｄＶｅｈｉｃｌｅＳｖｉｅｗ— ｐｏｒｔ
用计算分析和试验２种手段对观察窗的蠕变特性进行了研究；文献［３］在文献［２］的基础上对观察窗受力进行了理论上探索；文献［４］在总结文献［２— ３］
摘要：准确分析大深度潜器观察窗内部应力，对于深潜器观察窗的开口设计具有重要意义。利用弹性半
空间理论对其应力进行计算，并利用Ａｎｓｙｓ进行仿真，证明了弹性半空间理论是分析观察窗内部应力的一种可靠
Ｓｔｒｅｓｓａｎａｌｙｓｉｓｏｆｄｅｅｐ－ｓｅａｖｅｈｉｃｌｅｓｖｉｅｗ－ｐｏｒｔｗｉｎｄｏｗｓｂａｓｅｄ
ｏｎｅｌａｓｔｉｃｈａｌｆ－ｓｐａｃｅｔｈｅｏｒｙ
第３５卷第２期
２０１３年２月
舰
船
科
学
技
术
Ｖｏ１．３５，Ｎｏ．２
ＳＨＩＰＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｆｅｂ．，２０１３
基于弹性半空问理论的深潜器观察窗应力分析
宗宇显，刘道启
（内蒙古工业大学，内蒙古呼和浩特０１００５１）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ方法。
关键词：深潜器；观察窗；应力；弹性半空间中图分类号：Ｕ６６１．４文献标识码：Ａ
文章编号：１６７２— ７６４９（２０１３）０２— ００６０— ０３ｄｏｉ：１０．３４０４／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２— ７６４９．２０１３．０２．０１４
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：
ＨＯＶ；ｖｉｅｗ－ｐｏｒｔｗｉｎｄｏｗ；ｓｔｒｅｓｓ；ｅｌａｓｔｉｃｈａｌｆｓｐａｃｅ
Ｏ引言
美国人卡梅隆驾驶的 “深海挑战者 ” 号（ＤｅｅｐｓｅａＣｈａｌｌｅｎｇｅ）载人潜水器于２０１２年３月２６
ＺＯＮＧＹｕ－ｘｉａｎ，ＬＩＵＤａｏ－ｑｉ
（ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｏｈｈｏｔ０１００５１，Ｃｈｉｎａ）
ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｓｔｈｅｅｌａｓｔｉｃｈａｌｆ－ｓｐａｃｅｔｈｅｏｙｒｉｓａｎｒｅｌｉａｂｌｅｗａｙｔｏｒｅｓｅａｒｃｈｔｈｅｗｉｎｄｏｗｓｉｎｔｅｒｎａｌｓｔｒｅｓｓ．
ｗｉｎｄｏｗｓｉｓｑｕｉｔｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｆｏｒｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｄｅｓｉｇｎ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｅｌａｓｔｉｃｈａｌｆ－ｓｐａｃｅｔｈｅｏｒｙｗｉｌｌｂｅｕｓｅｄｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｗｉｎｄｏｗｓｓｔｒｅｓｓ，ｃｏｎｔａｃｔＦＥｍｅｔｈｏｄｗｉｌｌａｌｓｏｂｅｕｓｅｄｔｏａｎａｌｙｓｅｔｈｉｓｂｅｈａｖｉｏｕｒ，ｗｈｉｃｈ
存在一定的偏差。本文利用弹性半空间理论对观察窗的内部应力进行计算，从而求得更符合实际情况
的应力解。
日到达１０８９８ｍ的马里亚纳海沟，这一消息又一次把世人的目光聚焦到了深海探索领域。载人潜水
器的耐压开口结构是深海探测装备结构设计的关键
１观察窗结构
以 “ 和谐 ” 号潜水器为例，其载人球壳直径为
２１００ｍｍ，设有一直径为２００ｍｍ的主观察窗，观
技术。观察窗作为深潜器开口结构之一，其材料为有机玻璃材质。有机玻璃在海水压力作用下，会随