1. 研究目的与意义（文献综述）

海洋面积占地球71%的比例，其中蕴藏了丰富的生物资源和矿物资源等。有数据表明，地球上物种约50万种生活在水中，海洋生物的品种总数达20万种，占地球生物的80%以上，已鉴定的达20278种。海底有丰富的矿产，深海石油，甲烷水合物，锰结核，多金属硫化物，富钴结壳等。海底的资源丰富程度不亚于大陆。对于海洋资源的利用，其实还处于探索阶段。随着经济的发展，人们生活水平的提高，我国对海洋的开发利用迫在眉睫。设计并生产处深潜器，是我们认识海洋，开发海洋的第一步。新型的潜水器是各个国家重点发展的一项技术，也是当今深海学科的技术前沿。

掌握载人深潜技术的国家目前只有美国、日本、法国、俄罗斯、中国五个。对于深海资源开发的问题，谁手握着更多的深海海底资料，谁就手握了谈判的主动权。所以，发展深潜器技术具有非常重要的战略意义。目前，现代战争以及趋向于向无人化发展，更高精尖的技术，更少的人员伤亡成为个大国家不懈的追求，与无人机相比，无人潜艇的发展稍慢，无人潜艇于20世纪50年代开始研制，70～80年代技术较为成熟，但主要应用于排雷，任务比较单一。上世纪末起，世界发达国家海军开始普遍关注海上无人驾驶舰船，而无人潜艇的进展速度较快。

目前我国较为先进的无人深潜器叫做“潜龙一号”，潜龙一号，是一个长4.6米、直径0.8米、重1500公斤的回转体，最大工作水深6000米，巡航速度2节，最大续航能力24小时，配有浅地层剖面仪等探测设备。“潜龙一号”担负着测定海底地貌、探查海底矿物质和测定海底水温参数等任务。

2. 研究的基本内容与方案

潜水器是海洋资源勘探和科学研究以及军事侦测等需要用到的基本运载工具，在未来的深海科学研究体系中将处于核心地位。潜水器的耐压壳体是潜水器承载能力的主要提供者，它应具备良好的强度和稳定性，且能在同样的结构重量的情况下获得更大的潜深。对于潜水器来说，耐压结构重量占整个潜水器重量的比例很大。在保证强度要求的前提下，相对结构重量最小（表现为最小的结构重量排水量比值）是一项基本要求。优化的结构重量可转化为更大的负载，更长的航程（更高的续航力），从军事上说则表现为战斗力和作战半径，也涉及到隐蔽性和生存能力。不可质疑的是，潜水器耐压壳结构的重量优化也是个重要的技术。根据研究要求，为了更好的水动力性能、结构强度和稳定性，本文将设计一个圆筒形和半个单球形相结合，或者圆筒形和圆锥形相结合的耐压壳形状，最后的选择将取决于相关性能的计算结果。现状初步确定耐压壳圆筒部分的直径为1米,耐压壳总长度为4.5米。

人们通常通过两种方法对深潜器结构进行设计：1.按照规范计算相关结构的强度，并按照规范校核相关参数；2.借助计算机对结构进行有限元进行分析。本文将运用以上两种方法，根据相关规范，对3000米水深的潜水器耐压壳结构进行设计，并采用有限元软件ANSYS对结构强度进行分析校核和优化。

3. 研究计划与安排

第1－2周：文献调研及翻译。

第3－4周：结构方案选型及设计，绘制结构设计草图

第5－6周：结构尺寸计算，完善结构设计图纸。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]zhang,j., wang,m., wang,w.and tang,w. buckling of egg-shapedshells subjected to external pressure[j]. elsevier, thin-walled structures 2017(113):122-128.

[2]tall,m., hariri,s., le grognec,p. andsimonet,y. elastoplastic buckling and collapse of spherical shells undercombined loadings[j]. elsevier, thin-walled structures 2018(123):114-125.

[3]craven,r., graham,d. and dalzel-job,j. conceptualdesign of a composite pressure hull[j]. elsevier, ocean engineering 2016(128):153-162.