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快速上浮脱险装置脱险筒的设计研究

肖彬  
【摘要】:自救脱险是潜艇失事后脱险救生的主要手段,而快速上浮法作为现在最先进、最安全、应用最广泛的自救脱险方式,已在英美等发达国家得到了广泛的应用。 本文根据机械原理、机械设计、材料力学、弹塑性力学理论,采用ANSYS有限元分析、ADAMS虚拟样机技术等研究方法,再结合压力容器的设计准则,对快速上浮脱险装置的脱险筒进行了设计研究,主要包括以下几个部分: (1)根据快速上浮法对快速上浮脱险装置脱险筒的功能要求和技术参数,确定了脱险筒的总体设计方案。并遵循压力容器的设计准则,合理地设计了脱险筒的筒体结构。 (2)在Pro/E软件下建立脱险筒筒体结构的三维模型,并导入ANSYS有限元分析软件中,实现了脱险筒边缘应力的有限元分析,直观的得到了所需的应力和应变分布云图。 (3)设计了脱险筒的上盖开盖机构,并针对该机构中的开式齿轮传动做了理论分析。分析结果修正了开式齿轮传动的几个重要参数,表明当调整齿顶高系数为h*a=0.7,压力角α=150,变位系数x1=0.5,x2=0.5时,开式齿轮传动中轮齿的抗磨损性和抗断齿的能力得到了明显的提高,齿轮的工作寿命也随之增强,同时还减小了摩擦损失,提高了齿轮传动的效率。 (4)利用Pro/E软件建立了脱险筒上盖开盖机构的三维模型,并导入机械动力学仿真软件ADAMS中,实现了脱险筒开盖过程的动力学仿真。仿真结果分析了开盖过程端盖的运动变化及其影响因素。 最后,总结了一下本文的主要研究工作,并提出了需要进一步研究的工作展望。


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