深海潜水器载人舱结构健康监测评估系统研究.pdf

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1、第39卷第9期舰船科学技术Vol.39,No.92017年9月SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYSept.,2017深海潜水器载人舱结构健康监测评估系统研究杨华伟，万正权，李艳青，陈鹏(中国船舶科学研究中心，江苏无锡214082)摘要:深海载人潜水器是海洋资源勘探和开发的重要装备，其载人舱球壳是保证下潜人员安全及舱内设备正常工作的基础，为及时掌握载人舱球壳在长期使用过程中的安全状态，对其进行健康监测与实时评估十分必要。本文首先对4500m潜水器载人舱球壳进行受力分析；然后根据球壳特征和监测需求设计载人舱球壳健康监测评估系统；对钛合金

2、蠕变对系统测量结果的影响进行了研究分析，研究结果表明在最大工作压力下蠕变对测量结果的影响小于1%；最后给出了结构安全性评估算法函数，并用球壳静水外压试验数据对结构评估算法进行验证。关键词：载人潜水器；球壳；健康监测；传感器；评估函数中图分类号：TN98文献标识码：A文章编号：1672–7649(2017)09–0074–07doi：10.3404/j.issn.1672–7649.2017.09.015Pressurestructurehealthmonitoringandassessmentsystemfordeep-seamannedsubm

3、ersibleYANGHua-wei,WANZheng-quan,LIYan-qing,CHENPeng(ChinaShipScientificResearchCenter,Wuxi214082,China)Abstract:Deep-seamannedsubmersibleisakindofimportantequipmenttoexploresearesource.Thepressurespher-icalshellstructureplaysfundamentalroleforpersonalsafetyandnormallyworking

4、ofonboardequipment.Thusitisverynecessarytoperformthestructurehealthmonitoringandreal-timeevaluatingandfindoutthepressurestructuresafetycondi-tioninlife-timeservice.Firstly,thestressdistributionofthepressuresphericalshellwasanalyzedbyAnsyssoftware.Secondly,accordingtothestruct

5、uralcharactersof4500mannedsubmersibleandmonitoringneedsofstrengthandstability,thepressurestructurehealthmonitoringandassessmentsystemwasdesignedinthispaper,includingthechoosingsensorsandcreepeffectsanalysis,thevalueofcreepeffectsless1%atmaximumworkingpressure.Atlast,thereal-t

6、imeassessmentfunctionsweregivenoutandwasverifiedbytestdata.Keywords:deep-seamannedsubmersibles；sphericalshell；healthmonitoring；sensors；assessmentfunctions0引言承受巨大的海水压力，载人舱球壳必须具有足够的强度和稳定性才能抵抗住海水压力，显然载人舱耐压结随着我国海洋经济的快速发展，对海洋装备的需构的安全性是保证潜水器正常工作的前提。在潜水器求越来越大，“十三五”规划纲要草案中更是把深海长期使用过程

7、中，若能够对载人舱耐压球壳状态进行装备放在了重要位置，载人潜水器作为海洋资源勘探健康监测并实时评估，在载人舱结构出现危险倾向时和开发的重要装备，将在深海研究和资源勘探中发挥及时预警，将会避免危险事件的发生，从而保证潜水更大的作用，应用也将越来越广泛。深海载人潜水器器的安全使用。目前，结构健康监测技术被广泛应用的应用使得科学研究人员能够亲身下到海底，掌握海于多个领域，其中大跨度桥梁健康监测与评估领域应底的形貌和资源特征，为人类进一步开辟海洋新领域用案例最多[2–4]，而载人潜水器结构健康监测目前研究起到了关键作用。载人潜水器的主要作用是搭载人员较少

8、，还没有看到相关应用案例。本文首先对4500m并在海底完成一定的作业，其载人舱耐压球壳是容纳潜水器载人舱进行了受力分析，确定了传感器布置