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作者：张震;王永军;魏子豪;张云;卞如冈;向杨君;
单位：中国船舶科学研究中心;深海技术科学太湖实验室;深海载人装备全国重点实验室;
摘要：本文以某大尺度深海冷泉环境模拟承压结构为研究对象，系统性总结了适用于球壳开孔补强的主要设计计算方法，以21 MPa、Φ5000 mm球壳为例，研究了开孔率为0.1～0.6条件下的基于等面积法、压力面积法、极限分析法的补强效果，定量分析了球壳补强长度、接管补强长度对球柱接合区局部结构的应力分布影响规律，采用缩比模型进行了验证。研究发现：对于高压大开孔补强设计，相比于平齐补强，密集补强方法将补强金属集中于球柱接合区，所需的补强面积更小，更为经济；球壳、接管补强长度的增加均会有效降低交接处的应力集中系数，提高局部结构的极限强度并改变破坏形式，但接管长度的增加具有一定的边际效应，在具备制造可行性的前提下应尽量增加球壳补强长度；基于有限元方法的结构应力计算结果与实测结果较为吻合。
关键词：深海;;冷泉;;承压结构;;大开孔
基金资助：中国科学院冷泉装置前期关键技术攻关项目(LQ-GJ-01)
