应用有限单元法耐高压观察窗疲劳寿命分析

简介

耐高压观察窗是深海装置的重要组成单元,受到海水液力和高压的作用,容易发生疲劳损伤,进而影响装置的使用寿命。基于锥台式耐高压观察窗的结构特点,对观察窗的疲劳载荷和所受的液动力进行分析;基于观察窗载荷谱和有机玻璃的S-N曲线,进行有限单元法建模仿真分析,并根据Miner线性累积损伤理论公式,分析观察窗的疲劳损伤,获得使用寿命;搭建观察窗压力试验装置,获得观察窗压力载荷作用下的轴向位移,根据蠕变损伤模型,对疲劳寿命进行分析,获得观察窗的使用寿命。结果可知有限单元法获得观察窗的使用寿命为21359 Circle;试验分析获得观察窗的使用寿命为21326 Circle;两种方法获得的分析结果误差在1.5%,可认为二者基本一致,表明模型仿真的可靠性和准确性;为此类研究提供重要参考。