大深度潛水器耐壓結構強度計算方法

第一章 概述
1.1 潛水器耐壓結構形式及基本特點
1.1.1 潛水器耐壓殼體外形
1.1.2 潛水器耐壓結構形式
1.1.3 大深度潛水器耐壓結構的基本特點
1.2 海洋環境對結構的影響及作用在耐壓結構上的載荷
1.2.1 海洋環境主要物理特性及對結構的影響
1.2.2 作用在耐壓結構上的載荷及其特徵
1.3 強度計算方法的一般要求及說明
1.3.1 強度計算方法適用範圍及其說明
1.3.2 載荷安全係數的定義與取值
1.3.3 結構設計外載和計算壓力的確定
1.3.4 強度控制要求
1.3.5 對材料性能和加工製造檢驗要求
1.3.6 耐壓試驗及試驗壓力的確定
參考文獻

第二章 大深度潛水器耐壓殼體材料
2.1 高強度耐壓殼體材料及一般要求
2.1.1 大深度潛水器耐壓殼體的主要用材分析
2.1.2 耐壓殼體材料的一般要求
2.2 高強度材料的物理非線性修正Cs 曲線
2.2.1 高強度材料拉伸試驗曲線的三參數方程
2.2.2 基於三參數方程和模量理論的Cs 曲線
2.2.3 彈塑性理論計算的Cs 曲線
2.2.4 Cs 曲線擬合公式數值比較及應用說明
2.3 高強度材料的安全係數
2.3.1 材料屈服強度安全係數的取值及影響因素
2.3.2 材料抗拉強度安全係數的取值及分析
2.4 鈦合金材料的蠕變特性分析
2.4.1 蠕變壓縮試驗曲線
2.4.2 初始蠕變階段的蠕變本構關係
2.4.3 穩態蠕變階段的蠕變本構關係
參考文獻

第三章 載荷安全係數的確定與可靠性計算分析
3.1 結構安全性和安全係數確定方法
3.1.1 結構安全性設計的基本要求
3.1.2 結構安全性的可靠性保障
3.1.3 安全係數確定的基本方法
3.1.4 基於隨機因素分析的安全係數確定方法及數學表達
3.2 載荷安全係數諸因素分析及數理統計確定
3.2.1 安全係數主要因素分析及亂數值特徵
3.2.2 安全係數的數理統計確定
3.3 可靠性安全係數及概率特性計算分析
3.3.1 安全係數的可靠性分析
3.3.2 可靠性安全係數的概率特性計算分析
3.4 安全係數的可靠性計算
3.4.1 按應力強度進行可靠性安全係數計算
3.4.2 按實際臨界壓力進行可靠性安全係數計算
參考文獻

第四章 大深度球殼結構
4.1 厚球殼的基本方程和強度計算簡化公式的建立
4.1.1 球座標下的基本方程和應力計算公式
4.1.2 厚球殼強度計算的適用性分析及簡化公式的建立
4.2 大深度球殼承載的屈曲計算
4.2.1 球殼彈性失穩理論公式和應用
4.2.2 大深度耐壓球殼屈曲公式的建立
4.3 球殼承載極限強度分析和有限元擬合公式比較
4.3.1 球殼承載極限強度理論分析及應用
4.3.2 球殼承載極限強度計算有限元擬合方程
4.3.3 球殼承載能力理論計算公式的比較
4.4 大深度耐壓球殼的中面應力關係與強度設計計算
4.4.1 大深度載荷下的中面應力關係
4.4.2 大深度潛水器耐壓球殼的強度設計計算
4.5 整球殼模型超高外壓下極限強度失效模式檢測分析
4.5.1 應力應變測試及應變片壓力效應的消除
4.5.2. 極限強度壓力下球殼變形測試結果分析
4.5.3 極限強度失效模式分析
參考文獻

第五章 圓柱殼強度及初撓度影響分析
5.1 環肋圓柱殼的強度計算
5.1.1 圓柱殼彎曲微分方程及其解
5.1.2 位移和應力及中面力的計算
5.1.3 鈦合金和鋁合金材料應力近似計算的適用性分析
5.2 考慮內、外肋骨的環肋柱殼強度計算及其簡化方法
5.2.1 考慮內、外肋骨配置精確解計算的力學模型
5.2.2 內、外肋骨和殼板應力計算
5.2.3 精確解與現行規範計算方法比較
5.2.4 內、外肋骨應力計算簡化公式及翼板應力比較
5.3 圓柱殼與艙壁（封頭）連接邊緣強度計算
5.3.1 圓柱殼與球形封頭（端部艙壁）連接部位應力分析及設計說明
5.3.2 圓柱殼與剛性平封頭連接處殼體應力分析及改進措施
5.3.3 圓柱殼與平面艙壁或框架強肋骨連接處的應力分析及殼板強度計算
參考文獻

第六章 圓柱殼承載能力及優化計算
6.1 環肋圓柱殼穩定性理論方程
6.2 單跨圓柱殼承載能力計算方法
6.2.1 短、中、長殼體理論臨界壓力計算簡化公式
6.2.2 圓柱殼體實際臨界壓力計算及幾何非線性修正分析
6.2.3 大深度環助（單跨）圓柱殼極限強度承載能力近似計算
6.2.4 單跨圓柱殼計算方法的比較及長殼模型試驗初步驗證
6.3 考慮內、外肋骨配置的總體穩定性計算方法
6.3.1 考慮內、外肋骨加強的穩定性計算方程和簡化公式
6.3.2 總體穩定性實際臨界壓力計算校驗和模型試驗比較
6.4 提高總體穩定性的方法和環肋柱殼優化計算
6.4.1 提高總體穩定性（承載能力）的方法
參考文獻

第七章 圓錐殼和錐柱結合殼結構
7.1 圓錐殼和錐柱結合殼的應力計算
7.1.1 環肋圓錐殼的應力計算校驗
7.1.2 中厚錐柱結合殼的應力計算校驗
7.2 圓錐殼穩定性計算
7.2.1 考慮內、外肋骨影響的艙段總體穩定性公式
7.2.2 單跨圓錐殼體局部穩定性計算公式
7.3 錐柱結合殼塑性極限壓力分析及其簡化公式
7.3.1 凸錐柱結合殼極限壓力計算簡化公式
7.3.2 凹錐柱結合殼極限壓力計算簡化公式
7.4 帶錐柱結合殼艙段總體穩定性的近似計算方法
7.4.1 帶凸錐柱結合殼艙段穩定性的近似計算方法
7.4.2 凹錐柱結合殼艙段總體穩定性直母線殼體的近似計算方法
7.4.3 凹錐柱結合殼艙段總體穩定性孤立肋骨錐環簡化計算方法
參考文獻

第八章 耐壓結構開口加強
8.1 圓柱殼開孔加強應力集中係數計算方法
8.1.1 圓柱殼正交開孔微分方程及其近似解
8.1.2 圓柱殼開孔圍壁加強應力集中係數計算方法
8.1.3 圍壁和嵌入厚板組合加強的應力集中係數的近似計算方法
8.1.4 圓柱殼大開孔應力集中係數計算及強度分析
8.2 球殼開孔加強應力集中係數的近似計算及方法完善
8.2.1 球殼開孔圍壁加強應力集中係數計算方法
8.2.2 圍壁和嵌入厚板組合加強應力集中係數計算方法的完善
8.2.3 球殼開孔加強區域的應力計算
8.3 圓柱殼和球殼開孔加強承載能力近似計算方法
8.3.1 圓柱殼開孔區承載能力的近似計算方法
8.3.2 球殼開孔區圍承載能力近似計算公式的建立
8.4 球殼開孔錐台形加強應力集中係數和承載能力近似計算及有限元分析
8.4.1 球殼開孔錐台形加強圍壁截面的等面積幾何變換
8.4.2 載人球殼開孔區應力集中係數和承載能力近似計算及試驗應力檢測分析
8.4.3 錐台形加強球殼開孔強度和承載能力的有限元分析
參考文獻

第九章 鋁合金材料的耐壓結構
9.1 鋼制和鋁制壓力容器規範中外壓容器計算方法比較分析
9.1.1 兩規範都採用相同的外壓容器內力計算曲線圖
9.1.2 針對不同材料非線性修正的外壓力計算曲線圖
9.1.3 相同屈服強度條件下鋁制和鋼制壓力計算值的比較
9.2 壓力容器與潛水器結構強度計算方法對比分析
9.2.1 圓柱殼失穩理論臨界壓力計算公式比較
9.2.2 正圓形圓柱殼實際臨界壓力計算比較
9.3 潛水器耐壓結構採用鋁合金材料的強度計算方法
9.3.1 鋁質結構穩定性計算非線性修正係數的確定
9.3.2 潛水器鋁質結構穩定性計算方法
9.3.3 材料強度安全係數的匹配分析
9.4 鋁質圓柱殼結構的設計計算和試驗驗證
9.4.1 鋁質圓柱殼的設計計算
9.4.2 鋁制模型的試驗驗證
9.4.3 鋁合金長圓柱殼的環肋加強
參考文獻

第十章 潛水器內壓容器強度設計計算
10.1 壓力容器的設計準則和失效模式分析
10.1.1 壓力容器失效的不同階段設計觀點
10.1.2 各失效準則分析及其基本理論公式
10.1.3 強度失效模式及應力分類控制
10.2 潛水器內壓容器載荷係數的確定
10.2.1 潛水器海上吊放環境中內壓容器的載荷係數
10.2.2 盛裝壓縮氣體的內壓容器的載荷係數
10.3 潛水器內壓容器強度設計計算公式及設計要求
10.3.1 球、柱殼結構強度計算公式
10.3.2 各類封頭計算公式分析及開口補強
10.3.3 潛水器內壓容器強度設計計算要求
參考文獻

附錄（A、B、C）