超大潜深潜器耐压结构参数设计可行区域研究

张乃樑，马建军，伍 莉

(1.武汉第二船舶设计研究所，湖北 武汉 430064)

0 引言

潜器耐压结构方案设计在满足结构安全性要求的前题下，追逐的结构参数优化目标不是单一的，如最轻结构重量［1］、最佳强度、最佳建造工艺、最低造价、最佳质量和最佳可靠性等［2］，所有这些都与潜器耐压结构参数密切相关，超大潜深潜器总体结构方案论证时必需综合平衡各优化目标要求，优化结构参数。在结构方案论证阶段，迫切需要一种方便有效的结构参数快速选取方法，以满足超大潜深潜器结构方案设计和优化需要，提高总体结构方案论证效率。

超大潜深条件下潜器耐压壳体承受着巨大的海水压力，为确保潜器内部人员和设备安全，潜器耐压壳体必须首先具有足够的强度和稳定性［3］。分析表明，结构的强度和稳定性主要与3个无量纲结构参数有关，也就是说理论上应该存在一个设计可行区域，在该区域内所有点都能同时满足结构强度和稳定性要求，结构参数的优化可在该区域内进行。本文在分析超大潜深潜器耐压结构强度标准和强度计算方法的基础上，提出超大潜深潜器耐压结构参数设计可行区域的设计思路和可行区域边界计算方法，针对高强度钢、超高强度钢材料和现有潜器结构参数取值范围，通过理论分析和编程计算，绘制出超大潜深潜器耐压结构参数设计可行区域图谱，为超大潜深潜器总体结构方案论证提供了一个有力的设计工具。……