为提高四通的刚度,对直径1000 mm的类球体四通进行结构优化。根据有限元法,对负载条件下的四通进行静力学分析,得到其最大变形量和最大应力值及所在位置。通过在四通应力较大、刚度较弱的部位增加加强板,可以减小传感器安装板跨距,同时形成更加稳定的三角形结构,从而提高四通的承载能力。以光轴水平时为例,优化后四通的最大变形量从0.07 mm减小至0.04 mm,最大应力值从2.68 MPa减小至1.01 MPa。对比优化前后不同俯仰角下四通的变形情况,结果表明优化后的四通不仅具有更小的变形量,同时也具有更加稳定的结构;经模态分析对比,优化后的四通具有更好的动态刚度。

活塞式压力补偿器通常采用O型圈密封方式增加其密封可靠性的同时往往带来的就是启动摩擦力的显著增加从而导致放热量的增加、O型圈的磨损、爬行现象等不利结果这给补偿器密封件的设计带来了困难。为了合理地解决这一矛盾以有限元法为分析手段通过对压力补偿器的O型圈建立有限元模型仿真分析了O型圈截面直径、压缩率这两个最重要的参数对压力补偿器密封性及启动摩擦力的影响得出结论采用较小的O型圈截面直径较大的压缩率可以很好地保证在密封可靠的同时保证相对较小的启动摩擦力从而达到了优化设计的目的。通过实验验证了仿真的正确性利用该结论设计的气密采水器的压力补偿器在海上试验获得成功应用进一步证明了该设计方法的正确性。