水下航行器密封罐模型的生成方法、装置、设备及介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种水下航行器密封罐模型的生成方法、装置、设备及介质，该方法包括：获取水下航行器密封罐模型的壳体材料所对应的屈服强度、弹性模数、泊松比及最大承受压力，确定水下航行器密封罐模型初始厚度、壳体厚度的取值范围、初始环肋间距及环肋间距的取值范围，构建水下航行器密封罐模型；对水下航行器密封罐模型进行校核，调整水下航行器密封罐模型的环肋间距和壳体厚度；在完成所有校核后，对水下航行器密封罐模型进行重新建模，并计算对应的模型重量，若重量不超标，则生成最终的水下航行器密封罐模型；若重量超标，则在满足各校核的前提下，重新调整水下航行器密封罐模型的待调参数直至重量不超标，生成最终的水下航行器密封罐模型。航行器密封罐模型。航行器密封罐模型。

【技术实现步骤摘要】
水下航行器密封罐模型的生成方法、装置、设备及介质


[0001]本专利技术涉及密封罐设计
，尤其涉及一种水下航行器密封罐模型的生成方法、装置、设备及介质。

技术介绍

[0002]要对海洋进行勘察与开采，必然离不开自主式水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle，AUV)、波浪滑翔船、无人艇、无人船等装备。这些装备中，AUV由于自主性强、可靠性高、可执行复杂水下作业等优点，得到了越来越广泛的应用。AUV的核心技术包括：总体设计、外壳及密封舱设计、导航与定位、自主航行控制、动力与推进技术，等等。其中，密封舱的设计对于AUV，特别是大深度AUV至关重要。一个较优的密封舱在保证较好的耐压与密封性能的同时，还具有重量轻、体积小的特点。这意味着可以降低AUV的能耗、在携带的能源的能量不变的前提下可以提升AUV的航程。
[0003]现有的AUV密封罐设计方法采用以经验为主的设计方法，根据密封罐的耐压深度、体积、重量等指标接合大量经验，直接给出一种基于常规材料(铝合金、或镁合金等)的密封罐外形结构设计；然后利用经验公式对密封罐的强度进行校核，如果校核达标则直接根据初步经验给定参数进行建模设计，校核如果不达标则凭经验更换结构，再次校核，直至校核达标后，以校核达标的结构参数来设计密封罐；这种凭借经验构建密封罐后再通过经验公式对密封罐进行校核的方式，在校核结果通过时所得到的密封罐的设计参数一般远大于较优值，例如：在密封罐壳体厚度远大于较优值的情况下通过经验公式校核后构建的密封罐模型会有制作成本高，且罐体重量大的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供一种水下航行器密封罐模型的生成方法、装置、设备及介质，能通过材料确定壳体厚度及环肋间距使得初次构建的水下航行器密封罐模型相比于根据经验参数初次构建的水下航行器密封罐模型的建模更为准确，且本专利技术在进行一系列校核后还对最终通过校核的模型重量进行检验，使得最终生成的模型不会出现过重的情况，根据本专利技术最终的水下航行器密封罐模型生成水下航行器密封罐相比于现有技术能进一步降低制造成本。
[0005]本专利技术一实施例提供一种水下航行器密封罐模型的生成方法，包括：
[0006]获取水下航行器密封罐模型的壳体材料所对应的屈服强度、弹性模数、泊松比以及最大承受压力；
[0007]根据所述最大承受压力确定壳体的初始可承受压力；
[0008]根据壳体的初始可承受压力、预设壳体外径及所述屈服强度确定所述壳体的初始厚度及壳体厚度的取值范围；
[0009]根据所述弹性模数、壳体的初始可承受压力、预设壳体外径及初始厚度确定水下航行器密封罐模型的初始环肋间距及环肋间距的取值范围；
[0010]根据所获取的壳体材料、所述初始厚度、初始环肋间距、水下航行器密封罐模型中环肋伸展板的预设初始长度及环肋伸展板的预设初始宽度构建水下航行器密封罐模型；
[0011]对所述水下航行器密封罐模型中环肋所在壳板的局部稳定性进行校核，在所述环肋间距的取值范围内，调整所述水下航行器密封罐模型的环肋间距；
[0012]对所述初始的水下航行器密封罐模型中壳体的总体稳定性以及总体强度进行校核，在所述壳体厚度的取值范围内，调整水下航行器密封罐模型的壳体厚度；
[0013]在完成所有校核后，对所述水下航行器密封罐模型进行重新建模，并在建模后对计算对应的模型重量，若重量不超标，则生成最终的水下航行器密封罐模型；若重量超标，则在满足各校核的前提下，重新调整水下航行器密封罐模型的待调参数直至重量不超标，生成最终的水下航行器密封罐模型；其中，所述待调参数包括以下任意一项或其组合：壳体材料、壳体厚度、环肋伸展板的长度及环肋伸展板的宽度。
[0014]进一步地，对所述水下航行器密封罐模型中环肋所在壳板的局部稳定性进行校核，在所述环肋间距的取值范围内，调整所述水下航行器密封罐模型的环肋间距，包括：
[0015]根据所述弹性模数、预设壳体外径、所述初始厚度、所述初始环肋间距确定所述壳板的理论临界压力；
[0016]根据壳体的初始可承受压力、预设壳体外径及所述初始厚度确定所述壳板的第一理论临界应力；
[0017]根据所述壳板的理论临界压力及所述壳板的第一理论临界应力确定所述壳板的实际临界压力；
[0018]比对所述壳板的实际临界压力与所述初始可承受压力，若所述壳板的实际临界压力不大于所述初始可承受压力，则重复执行在所述环肋间距的取值范围内减小所述初始环肋间距的操作，并在每次减小所述初始环肋间距后重新计算所述壳板的实际临界压力，直至所述壳板的实际临界压力大于所述初始可承受压力，将满足所述壳板的实际临界压力大于所述初始可承受压力情况下所对应的初始环肋间距作为第一环肋间距。
[0019]进一步地，对所述初始的水下航行器密封罐模型中壳体的总体稳定性进行校核，在所述壳体厚度的取值范围内，调整水下航行器密封罐模型的壳体厚度，包括：
[0020]根据所述壳体的初始厚度及所述第一环肋间距确定环肋主体的面积；
[0021]根据所述环肋伸展板的预设初始长度及环肋伸展板的预设初始宽度确定环肋伸展板的面积；
[0022]根据所述壳体的初始厚度及环肋伸展板的预设初始宽度确定环肋伸展板形心至壳板中心面的距离；
[0023]根据壳体的初始可承受压力、预设壳体外径、所述第一环肋间距及所述弹性模数确定环肋自身惯性矩；
[0024]根据环肋主体的面积、环肋伸展板的面积、环肋伸展板积形心至壳板中心面的距离、环肋自身惯性矩确定环肋联合惯性矩；
[0025]根据所述弹性模数、预设壳体外径、所述环肋联合惯性矩及所述第一环肋间距确定壳体的总体理论临界压力；
[0026]根据所述壳板的总体理论临界压力、预设壳体外径及壳体的初始厚度确定壳板的第二理论临界应力；
[0027]根据所述壳板的第二理论临界应力及所述壳体的总体理论临界压力确定所述壳体的总体实际临界压力；
[0028]比对所述壳体的总体实际临界压力与第一阈值，若所述壳体的总体实际临界压力小于所述第一阈值，则重复执行在壳体厚度的取值范围内修改壳体初始厚度的操作，并在每次修改后重新计算所述壳体的总体实际临界压力，直至所述壳体的总体实际临界压力不小于所述第一阈值，将满足壳体的总体实际临界压力不小于所述第一阈值情况时的壳体厚度作为壳体的第一厚度；其中，所述第一阈值根据所述壳体的初始可承受压力确定，且所述第一阈值大于所述壳体的初始可承受压力。
[0029]进一步地，对所述初始的水下航行器密封罐模型中壳体的总体强度进行校核，在所述壳体厚度的取值范围内，调整水下航行器密封罐模型的壳体厚度，包括：
[0030]根据壳体的初始可承受压力、预设壳体外径及壳体的第一厚度确定壳板的横向平均应力；
[0031]比对所述横向平均应力与第二阈值，若所述横向平均应力大于第二阈值，则重复执行在壳体厚度的取值范围内修改所述第一厚度的操作，并在每次修改后重新计算所述横本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水下航行器密封罐模型的生成方法，其特征在于，包括：获取水下航行器密封罐模型的壳体材料所对应的屈服强度、弹性模数、泊松比以及最大承受压力；根据所述最大承受压力确定壳体的初始可承受压力；根据壳体的初始可承受压力、预设壳体外径及所述屈服强度确定所述壳体的初始厚度及壳体厚度的取值范围；根据所述弹性模数、壳体的初始可承受压力、预设壳体外径及初始厚度确定水下航行器密封罐模型的初始环肋间距及环肋间距的取值范围；根据所获取的壳体材料、所述初始厚度、初始环肋间距、水下航行器密封罐模型中环肋伸展板的预设初始长度及环肋伸展板的预设初始宽度构建水下航行器密封罐模型；对所述水下航行器密封罐模型中环肋所在壳板的局部稳定性进行校核，在所述环肋间距的取值范围内，调整所述水下航行器密封罐模型的环肋间距；对所述初始的水下航行器密封罐模型中壳体的总体稳定性以及总体强度进行校核，在所述壳体厚度的取值范围内，调整水下航行器密封罐模型的壳体厚度；在完成所有校核后，对所述水下航行器密封罐模型进行重新建模，并在建模后对计算对应的模型重量，若重量不超标，则生成最终的水下航行器密封罐模型；若重量超标，则在满足各校核的前提下，重新调整水下航行器密封罐模型的待调参数直至重量不超标，生成最终的水下航行器密封罐模型；其中，所述待调参数包括以下任意一项或其组合：壳体材料、壳体厚度、环肋伸展板的长度及环肋伸展板的宽度。2.如权利要求1所述的一种水下航行器密封罐模型的生成方法，其特征在于，对所述水下航行器密封罐模型中环肋所在壳板的局部稳定性进行校核，在所述环肋间距的取值范围内，调整所述水下航行器密封罐模型的环肋间距，包括：根据所述弹性模数、预设壳体外径、所述初始厚度、所述初始环肋间距确定所述壳板的理论临界压力；根据壳体的初始可承受压力、预设壳体外径及所述初始厚度确定所述壳板的第一理论临界应力；根据所述壳板的理论临界压力及所述壳板的第一理论临界应力确定所述壳板的实际临界压力；比对所述壳板的实际临界压力与所述初始可承受压力，若所述壳板的实际临界压力不大于所述初始可承受压力，则重复执行在所述环肋间距的取值范围内减小所述初始环肋间距的操作，并在每次减小所述初始环肋间距后重新计算所述壳板的实际临界压力，直至所述壳板的实际临界压力大于所述初始可承受压力，将满足所述壳板的实际临界压力大于所述初始可承受压力情况下所对应的初始环肋间距作为第一环肋间距。3.如权利要求2所述的一种水下航行器密封罐模型的生成方法，其特征在于，对所述初始的水下航行器密封罐模型中壳体的总体稳定性进行校核，在所述壳体厚度的取值范围内，调整水下航行器密封罐模型的壳体厚度，包括：根据所述壳体的初始厚度及所述第一环肋间距确定环肋主体的面积；根据所述环肋伸展板的预设初始长度及环肋伸展板的预设初始宽度确定环肋伸展板的面积；
根据所述壳体的初始厚度及环肋伸展板的预设初始宽度确定环肋伸展板形心至壳板中心面的距离；根据壳体的初始可承受压力、预设壳体外径、所述第一环肋间距及所述弹性模数确定环肋自身惯性矩；根据环肋主体的面积、环肋伸展板的面积、环肋伸展板积形心至壳板中心面的距离、环肋自身惯性矩确定环肋联合惯性矩；根据所述弹性模数、预设壳体外径、所述环肋联合惯性矩及所述第一环肋间距确定壳体的总体理论临界压力；根据所述壳板的总体理论临界压力、预设壳体外径及壳体的初始厚度确定壳板的第二理论临界应力；根据所述壳板的第二理论临界应力及所述壳体的总体理论临界压力确定所述壳体的总体实际临界压力；比对所述壳体的总体实际临界压力与第一阈值，若所述壳体的总体实际临界压力小于所述第一阈值，则重复执行在壳体厚度的取值范围内修改壳体初始厚度的操作，并在每次修改后重新计算所述壳体的总体实际临界压力，直至所述壳体的总体实际临界压力不小于所述第一阈值，将满足壳体的总体实际临界压力不小于所述第一阈值情况时的壳体厚度作为壳体的第一厚度；其中，所述第一阈值根据所述壳体的初始可承受压力确定，且所述第一阈值大于所述壳体的初始可承受压力。4.如权利要求3所述的一种水下航行器密封罐模型的生成方法，其特征在于，对所述初始的水下航行器密封罐模型中壳体的总体强度进行校核，在所述壳体厚度的取值范围内，调整水下航行器密封罐模型的壳体厚度，包括：根据壳体的初始可承受压力、预设壳体外径及壳体的第一厚度确定壳板的横向平均应力；比对所述横向平均应力与第二阈值，若所述横向平均应力大于第二阈值，则重复执行在壳体厚度的取值范围内修改所述第一厚度的操作，并在每次修改后重新计算所述横向平均应力，直至所述横向平均应力不大于所述第二阈值，将满足所述横向平均应力不大于所述第二阈值情况时的壳体厚度作为壳体的第二厚度；其中，所述第二阈值根据所述屈服强度确定，且所述第二阈值小于所述屈服强度；根据壳体的初始可承受压力、预设壳体外径及壳体的第二厚度确定环肋应力；比对所述环肋应力与第三阈值，若所述环肋应力大于所述第三阈值，则重复执行在壳体厚度的取值范围内修改所述第二厚度的操作，并在每次修改后重新计算所述环肋应力，直至所述环肋应力不大于第三阈值，将满足所述环肋应力不大于第三阈值情况时的壳体厚度作为壳体的第三厚度；其中，所述第三阈值根据所述屈服强度确定，第二阈值大于第三阈值。5.一种水下航行器密封罐模型的生成装置，其特征在于，包括：模型初次构建模块、模型校核模块及模型生成模块；所述模型初次构建模块，用于获取水下航行器密封罐模型的壳体材料所对应的屈服强度、弹性模数、泊松比以及最大承受压力；根据所述最大承受压力确定壳体的初始可承受压力；根据壳体的初始可承受压力、预设...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭超，靳思博，马成，谭爽，张淏酥，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：