[發明專利]一種疊層蛋形耐壓殼及其加工方法

有效

• 申請號: 202210071068.3
• 申請日: 2022-01-21
• 公開（公告）號: CN114406613B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 張建;程鵬;劉暢;李永勝;戴明強;趙坦;王芳;唐文獻
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;B63B3/13
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 王美麗

本發明公開了一種疊層蛋形耐壓殼及其加工方法，包括內層耐壓殼和外層耐壓殼，所述內層耐壓殼和外層耐壓殼的一端分別與小端封頭固接，另一端分別與大端封頭固接，內層耐壓殼和外層耐壓殼之間連接有若干支撐，內層耐壓殼和外層耐壓殼之間填充有復合材料。本發明采用疊層蛋形耐壓殼結構，兩層之間填充復合材料，最優協調其綜合性能，在保證強度和安全性能的前提下大大降低了耐壓殼的總體質量，同時起到了隔熱和減少噪音的作用，改善了工作環境，兩層金屬殼體很好的保護其間的復合材料層，防止復合材料受到外力作用發生剪切破壞，保證安全性；采用無模內壓成形，殼體力學特性分布更加均勻脹形，初始幾何缺陷顯著減小，提高了材料屈服強度和抗壓能力。

技術領域

本發明涉及一種耐壓殼及其加工方法，尤其涉及一種疊層蛋形耐壓殼及其加工方法。

背景技術

海洋工程裝備是人類開發、利用和保護海洋的重要依托，也是我國戰略性新興產業和高端裝備制造業的重要組成部分。潛水器是在大洋勘查和深海研究十分重要的裝備，起到舉足輕重的作用。耐壓殼是組成潛水器的重要部分，在潛水器下潛過程中耐壓殼可以確保內部設備不被破壞以及工作人員的安全。專利號為ZL2015100738034，一種深海仿生耐壓殼體的發明專利提出了一種概念性的蛋形仿生耐壓殼體，并指出蛋形仿生殼可以綜合協調強度、穩定性、空間利用率、流線型等功能，是一種優異的仿生原型，但并未涉及蛋形耐壓殼的加工方法。專利號為ZL2016100382274，一種蛋形耐壓殼制作裝置及制造方法介紹了蛋形耐壓殼制作裝置和制造方法，但未涉及用多種材料制造蛋形耐壓殼。

作為一種優異的新型深海耐壓裝備，蛋形耐壓殼的工程應用前景廣闊，但由于材料單一，且多曲率正高斯結構制造困難，最終歸納存在如下四個問題：

1、傳統蛋形耐壓殼為單層結構，材料設計需要同時滿足力學和使用要求，設計難度大，材料力學性能沒有得到充分利用，工作時內應力無法有效釋放，導致承載能力下降，其安全性能沒有疊層蛋形耐壓殼高。同時，由于是單層結構，不能很好的起到隔熱和減少噪音的作用，導致其工作環境不夠優越。

2、根據目前現有制造技術，采用傳統模壓成形制造蛋形耐壓殼，需要大噸位大型成形壓機、大型成形模具、空間曲面焊接，因而加工成本高、難度大、周期長，且殘余應力和變形回彈大。

3、采用傳統模壓成形制造蛋形耐壓殼，加工制造帶來的初始幾何缺陷較大，且不能提高材料屈服強度。

4、中厚殼無模脹形，需進行雙面焊接，脹形時容易發生焊縫開裂和局部針孔泄露，因而加工質量低、難度大。

發明內容

發明目的：本發明目的是提供一種結構簡單可靠，制造方便的疊層蛋形耐壓殼及其加工方法。

技術方案：本發明包括內層耐壓殼和外層耐壓殼，所述內層耐壓殼和外層耐壓殼的一端分別與小端封頭固接，另一端分別與大端封頭固接，所述的內層耐壓殼和外層耐壓殼之間連接有若干支撐，內層耐壓殼和外層耐壓殼之間填充有復合材料。

所述的小端封頭上開有第一排氣口和第二排氣口。

所述的第一排氣口與內層耐壓殼的內腔連通，所述的第二排氣口與內外殼體之間的空腔連通。

所述的大端封頭上開有進出水口和復合材料注入口。

所述的進出水口與內層耐壓殼的內腔連通，所述的復合材料注入口與內外殼體之間的空腔連通。

所述的復合材料采用樹脂加納米復合材料。

所述的內層耐壓殼采用內層蛋形耐壓殼，所述的外層耐壓殼采用外層蛋形耐壓殼。

一種疊層蛋形耐壓殼的加工方法，包括以下步驟：

(1)確定疊層蛋形耐壓殼內、外殼母線方程；

(2)確定疊層蛋形預制體內、外殼片體展開方程；