深海用复合材料耐压壳体结构设计方法研究

摘要

与金属材料相比,复合材料具有更高的比强度和比模量,从美国等水下科技强国的设备来看,碳纤维复合材料是制作深海用耐压舱的重要途径。但是,目前国内尚无成熟的复合材料耐压舱设计方法和规范,因此本文以水下1000 m级复合材料耐压舱为例,采用经验公式对其进行壁厚估算,然后基于ANSYS有限元分析软件对耐压舱进行强度校核和稳定性分析,最终通过外压性能测试对复合材料耐压舱进行验证。研究发现,对于薄壁圆筒型复合材料耐压舱,其破坏模式为失稳破坏,本文采用的经验公式可用于薄壁复合材料耐压舱的工程应用设计。