刘义翔　于晓芳　王希贵

摘要：本文是基于水产品研发的一种水下捕捞机器人，采用有限元分析方法对水下捕捞机器人的耐压壳体厚度进行优化，避免船体承受压力过大而损坏，保证水下机器人的正常航行。船体耐压壳体作为水下捕捞机械的重要结构部件，不仅要满足其稳定性要求，而且要满足水下压力允许范围内的强度要求。优化后的机器人耐压壳体结构更符合水下作业机器人功能要求，总体上减轻机器人的重量，节省材料和成本，为实际工程应用提供可靠的参考数据。

关键词：有限元方法; 耐压壳体; 水下机械;捕捞机器人; 优化分析

中图分类号：TP242.2;U674.94文献标识码：A文章编号：1006-8023（2019）02-0069-04

Optimal Analysis of Pressure Hull of Underwater Fishing Robot for Aquatic Products

LIU Yixiang 1， YU Xiaofang 1， WANG Xigui 2

（1.School of Light Industry， Harbin University of Commerce， Harbin 150028; 2. College of Engineering and Technology， Northeast Forestry University， Harbin 150040）

Abstract：In the paper， an underwater fishing robot for aquatic products is developed. The finite element analysis method is used to optimize the thickness of the pressure hull of underwater robot， which can prevent hull pressure from being damaged to ensure the normal operation of the underwater vehicle. As an important structural component of underwater fishing machinery， the pressure hull should not only meet the requirements of stability but also require its strength within the allowable range under underwater pressure. The optimized pressure hull structure is more in line with the functional requirements of underwater fishing robots， the weight of the robot overall is reduced， the materials and costs of that are saved， and the reliable reference data for practical forestry engineering applications are provided.

Keywords：Finite element method; pressure hull; underwater vehicle; fishing robot; optimal analysis

0引言

海洋中蘊藏着丰富的生物资源和矿产资源，随着陆地及林业资源枯竭，海洋资源开发利用对人类发展和社会进步的推动作用越发明显，水下机器人作为一种高新技术工具，在海底这块人类未来最具潜力的可发展空间中起着至关重要作用 [1-4]。因此，一种针对水产品的水下捕捞机器人应运而生。水下捕捞机器人耐压壳体作为重要组成构件，要求其满足承重与支撑功能的同时，需要具有足够的强度与稳定性，才能在不同工况下完成作业要求。因此需要对其进行ANSYS有限元优化分析，从而确定最佳厚度。在满足性能要求的同时，减轻整体结构的重量，降低成本。

1耐压壳体模型建立与简化

该耐压壳体在进行有限元分析时，由于结构的复杂性，有必要对不重要的复杂曲面细节予以简化，以便于求解和分析。……