水下滑翔机关键承压系统设计与试验研究.pdf

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1、第48卷第4期Jou浙rnalof江Zhejia大ngUn学iversit学y(En报ginee(r工ing学S版cie)nce)Vo1．48NO．42014年4月ADr．2O14DOI：10．3785／j．issn．1008—973X．2014．04．011水下滑翔机关键承压系统设计与试验研究范双双，杨灿军，彭时林，黎开虎，谢钰，张绍勇(浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室，浙江杭州310027)摘要：为了研制最大下潜深度为200ITI的水下滑翔机，分别对耐压外壳和浮力调节系统的设计方法、仿真分析和压力试验结果进行介绍．根据强度和

2、失稳校核准则以对比计算的方式确定耐压外壳的材料和壁厚，借助有限元分析软件对耐压外壳进行应力和应变分析，通过大高压舱试验有效地验证了耐压外壳的承压性和密封性．浮力调节系统采用吸排油液改变外置油囊体积的方式实现对水下滑翔机系统净浮力的调节，通过AMESim仿真验证了设计方案的可行性，设计小高压舱试验对浮力调节系统的工作性能进行测试，确定了电机一泵的最优效率转速并对该转速下不同负载的响应情况进行调查．该浮力调节系统具有浮力调节准确、运行可靠及结构紧凑的特点．研究表明，设计的水下滑翔机关键承压系统运行稳定，性能可靠，为水下滑翔机的整机研制提供了

3、有力的保证．关键词：水下滑翔机；耐压外壳；浮力调节系统；有限元分析；AMESim仿真；压力试验中图分类号：TP242；P715文献标志码：A文章编号：1008—973X(2014)04—633—08DesignandexperimentalresearchonkeypressuresubsystemsofunderwatergliderFANShuang—shuang，YANGCan—jun，PENGShi—lin，LIKai—hu，XIEYu，ZHANGShao—yong(StateKeyLaboratoryofFluidPowerT

4、ransmissionandControl，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China)Abstract：Inordertodevelopa200mdepthunderwaterglider，thedevelopmentdetailsofthepressurehullandballastsystemoftheunderwatergliderwerepresented，includingthedesignmethods，simulationanalysisandpressuretests．Convent

5、ionalyieldandbucklingcriteriawasusedtosizethehull，withwhichthematerialandwallthicknessweredeterminedbycomparisoncalculation．Stressdistributionanddeformationofthedesignedhullwasanalyzedwithfiniteelementsimulation．Pressuretestinhyperbaricchambervalidatedthestrengthandseala

6、bilityofthehul1．Ballastsystemchangesthevolumeofanexternalbladderbyinflatingordeflatingoiltomodulatethenetwightofunderwaterglider．AMESimsimulationvalidatedthefeasibilityofthesystem．Aspecialkindofpressuretestwasdesignedtoexaminetheperformanceoftheballastsystem，withwhichthe

7、optimal—efficiencyspeedofmotorwasobtainedandtheresponsecapabilityofballastsystemwasinvestigatedatthisspeedunderdifferentpressures．Theballastsystemischaracterizedasaccuratebuoyancyadjustment，reliableoperationandcompactstructure．Thetwosubsystemsfunctionedwellandhadreliable

8、performanceduringpressuretests，whichprovidedapowerfulguaranteeforthedevelopmentofthewholeunderwaterglid