随着航运的日益繁荣,船舶发生事故的频率也随之增加,其中翻扣是一种较为常见的船舶遇难形式。由于船舶翻扣的速度较快,船舱内的空气会在顶部形成空气层,使船舶在翻扣后能够继续漂浮在水面上。救助翻扣船中的被困人员是一项非常困难的工作,特别是对于钢质翻扣船的人命救助,专用救助工具的缺乏使得救助过程存在风险高、效率低等问题。因此本文设计了适用于钢质翻扣船人命救助的密封舱,在密封舱内进行船底开孔救助可以有效防止船舱内的气体逸出,同时密封舱具有加压功能,能够补偿船舱内外的压力差,从而减少救助时对翻扣船浮态的影响。论文围绕翻扣船人命救助的任务,结合船底开孔救助方法的特点,首先研究对比了救助密封舱的整体结构方案,然后详细设计了各部分结构,并根据理论分析和有限元仿真分析结果对结构尺寸和结构形式进行了优化,依据结构特点选取了合适的密封方式。随后分析了密封舱内部环境参数的特点,据此制定了密封舱加减压和通风的自动控制方案,并加工了密封舱样机进行性能测试和方案调整。最后对密封舱进行了重量优化设计。本文的具体研究内容如下:(1)分析了翻扣船人命救助的特点和密封舱的功能需求,通过对比不同的舱室布置形式和主舱体截面形状的优缺点,确定了救助密封舱的整体结构方案。随后详细设计了各个零部件的结构和尺寸,并对关键结构进行了优化设计。根据不同位置的结构特点,选取了对应的密封方式。(2)使用理论计算方法对受力较大的简单结构进行了强度校核,然后基于ANSYS Workbench对复杂结构进行了仿真计算,并根据仿真结果优化强度不足的结构,直至满足强度要求。(3)分析了救助密封舱中的环境特点,根据人员生存和安全性的要求,确定了舱内压力、温度、二氧化碳浓度、氧气浓度等环境参数监控和调节的目标,并根据此目标确定了加压阶段、通风阶段和减压阶段的控制方案,基于LabVIEW软件搭建了数据采集和控制系统。(4)加工出第一代救助密封舱并搭建了加压试验台,模拟密封舱与翻扣船船体的固定状态,测试密封舱的密封性能和自动控制方案的合理性,根据试验结果调整控制方案的参数。(5)通过改善结构形式和材料,对结构进行了重量优化设计。