潜艇耐压壳体用钢6性1
常规潜艇
主要型号
德国U214：U214=U209+U214，有AIP技术，模块化，高度智能化，可发射潜舰导弹。
日本苍龙级潜艇俄罗斯阿穆尔1605：有AIP技术，是俄罗斯最新一代常规潜艇，噪音低，可发射潜舰导弹及 俄罗斯威力巨大的各种先进鱼雷，还可发射巡航导弹，与U214难分上下。
日本苍龙级：日本在二战后建造的吨位最大的一款AIP型潜艇，可深潜低速航行数周。其声呐系统是亲潮级 装备的ZQQ-6的改进型声呐，同时采用了比传统的十字形尾舵具有更高机动性的X形尾舵，且尾舵损坏的危险系数 更小，更适合在水文复杂的东海和黄海作战。
1881年，英国人加莱德开始建造“诺德费尔特－1”号，1885年下水。它以蒸汽机为动力，当潜入水下时， 锅炉熄火以剩余蒸汽作为动力。该艇还装有鱼雷发射装置。“诺德费尔特－1”号是当时比较大，也是比较成功的 潜艇。霍兰在“霍兰－II“型取得了成功后，又制造了更为先进的“霍兰－III”型，这种潜艇采用水面以汽油 内燃机，水下以蓄电池为动力的双推进系统。该艇机动灵活，操作方便，并装有多枚鱼雷，攻击力强，后来的潜 艇，除了改用柴油之外，基本上都沿用霍兰的设计。
组成结构
潜艇可分为常规动力装置和核动力装置。常规动力装置主要由柴油机、蓄电池和主电动机等构成。柴油机是 常规潜艇水面航行的主要动力装置，可使潜艇水面航速达10～15节。主电动机是常规潜艇水下航行的主要动力装 置，可使潜艇水下航速达15～20节；还装有经济电机，水下航速2～4节。潜艇水下航行受蓄电池电量的限制，常 须浮出水面或在水下一定深度，使用柴油机航行，并带动主电动机为蓄电池充电以补充电量。核动力装置，主要 由核反应堆、蒸汽发生器、主循环泵和蒸汽轮机等构成。
1898年，美国海军订购了6艘“霍兰－III”型潜艇，并组建了世界上第一支潜艇部队。1897年，美国人 S·莱克建成了第一艘双层壳体潜艇，在两层壳体间布置有可使潜艇下潜上浮的水柜。
潜艇耐压结构全船有限元应力分析
有限元应力分析 ， 比较 了一般环肋 圆柱壳 、 环肋圆锥 壳 、 肪锥 一柱 结合壳 、 环 横舱 壁 区域结 构 、 压液舱 耐
区域结 构典型点应力与现有解析算法结果 的差异程度 ， 出了一些有 工程实用意义 的结论 。 得
关键词 ： 潜艇 ； 压船 体 ； 耐 应力 ； 析法 ； 解 有限元分 析
的某些结构细节作了一些简化处理， 一些小的开孔 ， 如通道 、 减轻孔 ， 门、 肘板忽略不计 ； 全船的普通肋骨
收 稿 日期 ： ｛Ｉ一０ ２Ｒｌ ９—２ ５
基盒项 目：Ｉｎ ￣ Ａ行业 雨点项 阿（ 院编 ９ １Ｎ９） ６０ Ｉ ５
作者 简介 ： 谢柞水 （９ ９ ． １湖南衡 东县人， 东船舶工业学院敷授 。 １３ 一） Ⅱ ， 华
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２
华 东船 舶 工 业学 院学 报 （ 自然 科 学 版 ）
，
２０ ０２年
化 为相 当厚 度 的板单 元处 理 ； 舱 壁 加 强筋 作 为 相 当面 积 的粱 单元 处 理 在 一 级 离散 中 把 全 长 ６ ． 横 ２３ 】１ ７个舱 室 的某实 船结 构 划分 为 ７ ６ Ｉ分 ｌ ５９ ５个 节点 ８ ５ ０５ ５个 单元 。单 元类 型 主 要 采 用 四边 形 板 壳 单 兀 ， 琉 密嘲格 同 用 三 角 形 单 元过 渡 ， 将 作 为 二 级 离 散 的 边 界条 件 处 网 格 较 为 细 密 周 向 相 当 于 在 在
尽可能细密的有限元 网络建立力学模 型， 进行全船结构分析 ； 将全船有限元分析的位移作为二级离散的 边界条 件 ， 把耐 压船 体 划分 为前 、 、 三个脱 离体 （ 注意 在 ～级 离散 时有意 识 地 在首 中 、 中 尾 并 中尾 脱 离体
潜艇耐压结构泵水和下潜状态应力分析
Ｋｅ ｒ ｓ：ｓ ｂ ｒｎ ｙ ｗｏ ｄ ｕ ｍａ ｅ；ｐ ｅ ｓ ｒ ｕｌ ｉ ｉ ｒ ｓ ｕ ｅ ｈ ｌ；ｒｂ；ｓｒ ｓ ｎ ｌｓｓ ｔｅ ｓａ ａｙ ｉ
１ 引 言
潜 艇在 全船 或者 总段 液 压试 验 时需 要进 行 应 变 测量 ．其 测量 结果是 否 能 够反 映潜 艇 实 际下 潜
中 图 分 类 号 ：６ １ Ｕ ６． ４ 文献 标 志 码 ： Ａ 文章 编 号 ： ６ ３ １ ５（ ０ ０） ２ ７ ５ １ ７ —３ ８ ２ １ ０ —３ —０
Ｓ ｒ ｓ ａ ｙ ｉ ｆｔ ｅ Ｓ ｂ ａ ｉ ｅ Ｐｒ ｓｕｒ ｌ Ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ｔ ｅ ｓＡｎ ｌ ｓｓ ｏ ｈ ｕ ｍ ｒｎ ｅ ｓ ｅ Ｈｕ ｌ ｔ ｕ ｔ ｒ
能 产生 肋骨 间壳板 的屈 服 、肋 骨 间壳 板丧 失稳 定 性 或 两支承 隔壁 问的壳 板 和肋 骨 同时 丧失 稳定 性 等 形 式 的破 坏 在 内压作 用 下 不存 在 失稳 破 坏
形式 ． 即液压 试验 无 法检 验耐 压艇 体 的稳定 性 ［ 由于梁 柱效 应 ．潜 艇耐 压船 体 强度 在 承受 内
ｓ ｌ ． ｈ ｔ ｓ ｎ ｅ ｅ ｉ ｔｒ ａ ｒ ｓｕ ｅ ｉ ｌｗ ｒｔ ａ ｈ ｔ ｎ ｅ ｅｅ ｔ ｒ ａ ｒｓ ｕ ｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｄｆ ｒ ｕｔ Ｔ ｅ ｓｒ ｓｕ ｄ ｒ ｈ ｎ ｅｎ ｌ ｅ ｓ ｒ ｓ ｏ ｅ ｎ ｔ ａ ｄ ｒｔ ｘｅ ｎ ｌｐ ｅ ｓ ｒ ｎ ｈ ｉ ｅ － ｓ ｅ ｔ ｐ ｈ ｕ ｈ ｆ
ｅ ｃ ｅｗｅ ｎ ｔ ｅ ｔ ｌ ｉ ｃ ｅ ｓ ｓ ｔｅ ｄ ｓｇ ｅ ｔ ｎ ｒ ａ ｅ ． ｉ ｒ ｖ ｄ ｓｆ ｒｈ ｒｕ ｄ ｒｔ ｎ ｉ ｇ ｏ ｎ ｅ ｂ ｔ ｅ ｈ ｗｏ ｗｉｌ ｎ ｒ ａ ｅ ａ ｈ ｅ ｉｎ ｄ ｐ ｈ ｉ ｃｅ ｓ ｓ Ｔｈ ｓｐ ｏ ｉ ｅ ｕ ｔｅ ｎ ｅ ｓａ ｄｎ ｆ
水泥壳体潜艇
日将 研 制 无 人 驾 驶 潜艇
日计 划在 今后 ６年 ． ６ 花 ０亿 日元 ． 制 研 无人驾驶潜 艇 ， 旨在 承担追踪武装 间谍船 、 搜 索和清 除水 雷 、 海底调查 以及监视 港湾 、 击 打 目标方 的特种兵等任务。此外 ． 防卫省还计 划 开发水底通信技术和 自动航行控制技术等 。
法研 发 潜 水 无 人 驾 驶 飞 机
据 法《 航新 闻》 道 ， 已研发 出潜 水 宇 报 法
无 人 驾 驶 飞 机 。该 型 飞 机 长 １ 米 ．翼 展 ２３ ． ９ ＿ 米， 系远 程 遥 控 。 该 型 飞 机 装 有 两 台发 动 机 ．一 台 为 小 型
新 一代 无 人 深 潜 器
计算机 。 这 种 计 算 机 也 可 称 为 “ 变 网络 微 架 构 ” 形
潜艇 的水泥壳 体和噪音低下 的推进 系统将使 其不易被声纳发现 。这种潜艇两侧设置有翼 ， 在潜艇 向前行驶 时能产生升力 。该型潜 艇 以
电 能 为 推 进 动 力 ．电 池 储存 在水 泥 壳 体 潜 艇 艇内。 （ 有观 ） 李
米水下 。 能在水上起降 。 机翼在空 中飞行时可 展开 ； 潜水航行时可折叠。 这 种 潜 水无 人 驾 驶 飞 机 将 率 先 应 用 于 海 洋学 的研究 、 海洋钻探 、 口和海岸警戒 。 港
度为 ３ ０ ５ ０米 。深潜器外 壳 由玻璃 钢制成 ， 电 脑等设 备装在钛合金耐压容器 内， 在框架结构 和耐压 容器 中间填有浮力材料 。 深潜器 的能源
（ 一 凡 ）
深水密封连接器密封壳体耐压强度的
第６期２０２２年１２月机电元件ＥＬＥＣＴＲＯＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＣＯＭＰＯＮＥＮＴＳＶｏｌ ４２Ｎｏ ６Ｄｅｃ ２０２２收稿日期：２０２２－１０－１０作者简介：汤振，男，在读博士，中航光电科技股份有限公司，正高级工程师；从事连接器技术研究和液冷散热技术研究工作。
孙晓军，男，本科，中航光电科技股份有限公司，正高级工程师；从事连接器技术研发工作。
深水密封连接器密封壳体耐压强度的分析与设计汤 振，孙晓军，江 浪，郎 红，张海生（中航光电科技股份有限公司，河南洛阳宇文恺街２６号，４７１０００） 摘要：本文对深水密封连接器密封壳体进行了受力分析，利用长圆筒、短圆筒和刚性圆筒三种计算模型壳体壁厚计算公式和密封端盖厚度计算公式，进行耐水压强度实例分析计算。
该公式能够有效指导深水密封连接器在深水压力下壳体壁厚的设计分析计算。
关键词：深水密封连接器；密封壳体；耐压强度；壁厚Ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－６１３３．２０２２．０６．０１７中图分类号：ＴＮ７８４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００－６１３３（２０２２）０６－００６０－０４１ 前言近年来我国海洋装备技术从浅海向深海的发展表现的十分活跃，奋斗者号已经能够在海洋最深处工作试验。
深水密封连接器在海洋装备上应用广泛，工作深度也越来越深，由于设计工作中缺少直接详细的参考文献，有时候对连接器耐压强度设计的分析计算不充分，会出现壳体耐压强度不足，在深水压力作用下导致壳体变形失效，或者过分进行设计，壳体厚度超厚、重量增加。
本文介绍一种壳体壁厚的计算方法，便于深水密封连接器壳体耐压强度的分析计算。
图１ 大水压试验中壳体变形现象２ 深水密封连接器密封结构深水密封连接器的结构通常设计成圆筒形，包括插头密封壳体、插座密封壳体、密封端盖、○形密封圈、尾部线缆硫化密封体。
通过这些零部件，将接触件、电缆端头密封在耐压腔体内，实现光电信号在水下的连接，如图２。
图２ 深水密封连接器密封结构图３ 插座结构示意图 以深水密封连接器插座为例进行分析，其由密封盖、密封壳体、○形圈组成，如图３。
潜艇耐压圆柱壳结构可靠性的数值模拟计算法
（ 限状 态方程定 义 了随机 变量 的失效 域 ； １极 Ｊ
（） ２基本 变 量 随机 独立 ， 服从 正 态分 布 ， 均值 为
０ 方差 为 １ 当基 本变 量不 满足该 条件 时 ， ， （ 可通 过 当
量 正 态 化 为标 准 的 Ⅳ （ ，） 布 ） Ｏ １分 ；
‘
（ ２ ）
Ｊ
．
式 中 ，Ⅳ 为 抽 样 模 拟 总 数 ； Ｇ（ ）＜ ０时 ， 当 ２。 ， Ｇ（ ） 二 ｌ 反之 ， ［ 置 ｊ－ ， ⅡＧ（ ） 二 ０； ｘ ］－ 冠标… ’ 表示 抽样值 。所 以， （ ） 式 ２ 的抽样 方差 为 ：
１
主题 词 耐 压 艇体
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潜艇 耐压圆柱 壳结构可靠性 的数值模拟计算法
吴亚舸 吴 剑 国
（ 东 船 舶 二 业 学 院 船 舶 与 建 筑 工程 暮） 坐
罗法 表示 的式 （ ） １ 的一个无 偏估计 为 ：
提 要 丰 文 着 重 科各 类 数 值 摸 方 法 分析 了造
吴亚舸 ， ： 耐压 圆拉壳结椅可靠性的敷值 模拟计算法 等 潜艇
一
＋Ｐ ｛ ｒ Ｚ乏 ０Ｉ Ｉ Ｉ ＞ ｝・ ｒ ｌ 。 ｘ Ｐ ｛ＸＩ＞ ｝
０・ （ ）
＋Ｐ ｛ ｒ Ｚ＜ ＯＩ Ｉ Ｉ ＞ ・（ ｘ １一 （ ） 卢 ） ＝Ｐ ｛ ｒ Ｚ＜ ０ Ｉ ＞ ＩｘＩ ・ １一 （ （ ） ） （） ５
要 其 中一个 失 效模 式 失效 ． 认 为整 个潜 艇 耐压 圆 就
２ ２ 改进 蒙特 卡 罗法（ ． 球 法）
这种计 算 失效概率 的抽样技 术需 满足 以下几项
5%Ni船舶用钢及其焊接性
化物 的析 出大大减 少 ， 善低温 韧性 ， ｃ元素 含量 过 改 而 高 ， 会导致 焊接性 能和 冷脆 性 能 的显 著恶 化 ， 则 因此 在 合金 化过程 中要尽 量严格 限制 Ｃ元 素含量 在低 Ｃ范 围
收稿 日期 ： ００— ４—１ ２１ ０ ０ ２１ ０ ０年 第 １ ２期 ５ ３
序幕 … 。２ 纪 ７ ０世 ０年代 中期 ， 本 开始使 用 Ｎ １０钢 １ ３ Ｓ０ 建 造 “ 潮 ” 潜 艇 。俄 罗 斯 使用 Ａ ３钢 制 造 Ｖ级 等 夕 号 Ｂ
攻 击型核潜 艇 ， 国使 用 Ｈ Ｅ １０制造 “ 法 Ｌ Ｓ０ 宝石 ” 攻 击 级 型核潜艇 。 中国在 ２ Ｏ世纪 ９ ０年代 潜艇用 １ Ｎ５ ｒ Ｖ ０ ｉＣ Ｍｏ 钢成功应 用 于潜 艇制 造 。迄 今 为止 ，％ Ｎ 钢在潜 艇 的 ５ ｉ 应用 已有 ５ ０多 年 的历史 ， 因其具 有优 良的低温 韧性 及
前者 由于 回火 温 度 的升 高 ， 此 可 以形 成 回 火 马 依
氏体 组织 、 氏体 或索 氏体 组 织 ； 者 可形 成 回火 马 氏 屈 后 体 ＋二次 马 氏体 ＋逆 转 变奥 氏体 组 织 ， 得 母 材 的韧 使
性 大大改 善 。图 １为 Ｑ Ｔ供 货状态 下母 材的显 微组织 。
含量应 不 低 于 １ ％ ， ５ 焊条 熔 敷 金 属 的 Ｎ ， ｒ Ｍ ｉＣ ， ｏ和 Ｖ 含 量一般 比母材要 低 ， 而减小 焊缝 的再热 裂纹性 。 从 熔合 区 的韧 性 主要 与 所 出 现 的脆 性 组 织 有 关 ， 在
关键词 ： ５ ％Ｎｉ 潜艇 用钢 组织结构 焊接工艺参数 焊接性 中图分类号 ： Ｔ ４ ６ Ｇ ０
二战法国“红宝石”号布雷潜艇
二战法国“红宝石”号布雷潜艇作者：ghost潜艇概况法国海军“红宝石”号布雷潜艇于1929年4月3日开工建造，1931年9月30日下水，1933年4月4日正式服役。
该艇建造于土伦海军船厂，是“绿宝石”级布雷潜艇的第4艘。
“绿宝石”级艇建造计划于1925年获得批准，首艇“绿宝石”号1930年11月进入海军服役。
该级的其余各艇依次分别为“绿松石”号、“鹦鹉螺”号、“钻石”号和“珍珠”号。
其中3号艇之所以没用宝石来命名，是因为该艇龙骨于1928年铺设，而这一年正逢法国著名科幻作家儒勒.凡尔纳诞辰100周年。
为了纪念这位名人，法国海军就用其名著《海底两万里》中那艘神秘潜艇的名字——“鹦鹉螺”号命名了“绿宝石”级的3号艇。
“绿宝石”级属于中型布雷潜艇，设计用于在地中海地区作战，因此比英国海军同时期的布雷潜艇要小得多。
该级艇长65.9米，宽7.12米，吃水深4.13米，龙骨至指挥台围壳顶部高度为9米，耐压壳直径4.15米。
潜艇排水量762吨（水面）/923吨（水下），采用双轴推进，动力装置包括2台由法国诺曼船厂按许可证生产的维克斯-阿姆斯特朗四冲程6缸柴油发动机，以及2台施耐德电动机。
柴油机单台最大输出功率为650制动马力（360转/分），电动机则为500马力。
潜艇水面最大航速为12节，水下为9节。
水面续航力7000海里/7.5节，或4000海里/12节。
水下续航力80海里/4节。
最大下潜深度80米。
全艇编制人员为4名军官、9名军士和31名水兵。
和同时代的布雷潜艇相比，“绿宝石”级最大的特点是采用了由费瑙克斯发明、奥古斯丁.诺曼船厂制造的新式布雷设备。
当时布雷潜艇主要用于布设锚雷，设计布雷潜艇时一个关键点就是水雷的存储位置。
一种方法是将水雷安置在潜艇的耐压壳体内部，采用这种设计的优点是在潜艇航渡过程中，水雷始终处于一个比较良好的环境内，必要时还能得到检测和维护。
此外水雷的引爆装置可以等到布放前才安装上去，这样就最大限度地保证了潜艇的安全。