孙德志，孙 飞

（吉林工程职业学院，吉林 四平 136000）

1 引言

载人潜水器作为重要的大型深海运载装备，是海洋科学技术发展的最前沿和制高点。深海载人潜水器是现代海底探查及研究的重要装备，观察窗使是其观察外界环境的重要途径。在满足安全性的前提条件下，观察窗优劣的评价标准主要就是其数量和它们之间视野的覆盖程度。文献[2]利用ABAQUS计算窗座围栏与球壳连接过渡处参数对于观察窗极限强度影响；文献[3]运用数值计算对大深度潜水器耐压球壳结构性能影响及稳定性分析；文献[4]结合模型试验和数值计算对大深度球形耐压结构静态力学性能进行研究；文献[5]认为由于观察窗设计是属于有限寿命设计，对于该尺寸以及深海高压的实验环境，又不可能提供满足试验方法的条件。

针对大深度载人潜航器进行静力学分析，对比分析三种结构即平圆形，锥台形，球扇形。基于有限元对影响观察窗的应力、应变和位移因素展开研究。对比分析因素对应力、应变和位移的影响，寻求观察窗最优设计。

2 观察窗受力分析

视窗的锥形面和窗座的锥形面尺寸相同，二者均进行了打磨处理，保持接触边界光滑[6]。观察窗三种基本结构：平圆形、锥台形和球扇形。球扇形是承受外界压力最理想的形式。观察窗在静水压作用下只承受压应力，而且分布均匀，数值较小。因此在同样厚径比情况下，球扇形观察窗较平圆形和锥台形观察窗有承压能力高，视野宽阔，人眼在球心时图像不会失真的优点。……