基于有限元分析耐高压试验观察装置设计

简介

耐高压试验观察装置应用于模拟深海高压受力情况,在实验室中近似模拟分析观察窗实际受力情况,提高分析的准确性。针对应用于圆锥形观察窗研究的试验用耐高压观察装置进行设计,对比球壳型和圆筒型压力装置的优缺点,选取圆筒型进行尺寸设计,基于有限单元法对结构强度进行分析;对密封装置进行设计,选取O型圈结构,利用Marc软件对O型圈进行密封分析,获得最佳密封间隙和压缩率;并对密封间隙和压缩率对O型圈应力的影响进行分析;根据设计最大加压情况,对连接装置和加压装置进行设计;对比实测观察窗主轴位移拟合值与理论分析、仿真分析结果的差异,验证装置的可靠性。结果可知理论分析和试验结果基本一致,装置设计合理,符合强度要求,可以作为试验分析的依据;试验装置采用O型圈结构,最佳密封间隙和压缩率分别为0.043mm和10%;耐压80Mpa下的密封间隙和压缩率对于较小接触压应力和最大Von Mises应力具有积极的作用;研究内容为同类设计提供重要参考。