水下航行器密封罐模型的生成方法、装置、设备及介质

1.本发明涉及密封罐设计技术领域，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。


背景技术：

2.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。
3.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。


技术实现要素：

4.本发明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，且本发明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，根据本发明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。
5.本发明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：
6.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；
7.根据所述最大承受压力确定壳体的初始可承受压力；
8.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；
9.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；
10.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；
11.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；
12.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；
13.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。
14.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：
15.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；
16.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；
17.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；
18.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。
19.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：
20.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；
21.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；
22.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；
23.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；
24.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；
25.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；
26.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；
27.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；
28.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。
29.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：
30.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；
31.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；
32.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；
33.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。
34.在上述方法项实施例的基础上，本发明对应提供了装置项实施例；
35.本发明一实施例对应提供了一种水下航行器密封罐模型的生成装置，包括：模型初次构建模块、模型校核模块及模型生成模块；
36.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；
37.所述模型校核模块，用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；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；
38.所述模型生成模块，用于在完成所有校核后，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。
39.进一步地，所述模型校核模块，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：
40.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；
41.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；
42.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；
43.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。
44.进一步地，所述模型校核模块，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：
45.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；
46.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；
47.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；
48.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；
49.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；
50.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；
51.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；
52.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；
53.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。
54.进一步地，所述模型校核模块，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：
55.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；
56.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；
57.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；
58.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。
59.本发明另一实施例提供了一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述发明实施例所述的一种水下航行器密封罐模型的生成方法。
60.本发明另一实施例提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述存储介质所在设备执行上述发明实施例所述的一种水下航行器密封罐模型的生成方法。
61.通过实施本发明具有如下有益效果：
62.本发明提供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，该方法通过获取水下航行器密封罐模型的壳体材料及其对应的屈服强度、弹性模数、泊松比以及最大承受压力，通过获取的壳体材料确定一壳体的初始可承受压力，继而根据已有参数确定一壳体的初始厚度及壳体厚度的取值范围，一初始环肋间距及环肋间距的取值范围，继而构建一水下航行器密封罐模型；在构建了水下航行器密封罐模型后，对环肋所在壳板的局部稳定性进行校核、对模型中壳体的总体稳定性以及总体强度进行校核，并在校核过程中调整模型中的环肋间距和壳体厚度，并根据通过所有校核后的参数对水下航行器密封罐模型进行重新建模；并在建模完成后计算对应的模型重量，在重量不超标时，则生成最终的水下航行器密封罐模型；在重量超标时，对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，待调参数可以是壳体材料、壳体厚度、环肋伸展板的长度及环肋伸展板的宽度中的一项或其组合；通过获取水下航行器密封罐模型的壳体材料继而确定其壳体厚度及环肋间距的取值范围及初始值，再构建水下航行器密封罐模型在所确定范围内对壳体厚度及环肋间距进行调整以使水下航行器密封罐模型满足局部及整体强度的校核，最终再根据通过校核的参数对模型
进行重新建模，并对其模型重量进行检验，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，且本发明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，根据本发明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。
附图说明
63.图1是本发明一实施例提供的一种水下航行器密封罐模型的生成方法的流程示意图。
64.图2是本发明一实施例提供的一种环肋的截面示意图。
65.图3是本发明一实施例提供的密封罐模型的示意图。
66.图4是本发明一实施例提供的一种水下航行器密封罐模型的生成装置的结构示意图。
具体实施方式
67.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
68.如图1所示，是本发明一实施例提供的一种水下航行器密封罐模型的生成方法，包括：
69.步骤s1：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；
70.步骤s2：根据所述最大承受压力确定壳体的初始可承受压力；
71.步骤s3：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；
72.步骤s4：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；
73.步骤s5：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；
74.步骤s6：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；
75.步骤s7：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；
76.步骤s8：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。
77.对于步骤s1、获取一种用于制作水下航行器密封罐模型的壳体材料，常用的潜航体耐压壳体主体结构常用材料有钢、钛合金、铝合金、复合材料、玻璃钢、有机玻璃等。通过比较常用耐压壳体材料的性能，并考虑轻质、高强度、耐腐蚀等要求，本发明实施例中获取的壳体材料为5a06铝合金材料，该材料耐腐蚀性较好，焊接性较好，适合工作水深的耐压要求。通过查阅相关手册可知铝合金的屈服点强度σs＝170mpa，弹性模数e＝6.8
×
104mpa，泊松比μ＝0.3。
78.在构建水下航行器密封罐模型的壳体时，应确保壳体强度和形状稳定性。壳体的耐压壳体，其厚度与曲率半径之比很小，可视为薄壳结构，可按薄壳理论来计算强度，以保证壳体中的应力小于规定的许用应力。但壳体的耐压壳体受海水压力的外压作用，属外压容器，它往往不是因为强度不足被破坏，而是当外压增大到一定值时，壳体的变形从量变到质变，其变形的对称性将被破坏，外压力与变形之间的线性关系也不复存在，在外压力作用下失去原来的形状，即被压扁或褶皱。此时，壁内的应力由受单纯的压应力变为主要是受弯曲应力，壳体丧失其稳定性，从而造成耐压壳体的破坏，即失稳现象。因此，在计算受外压的壳体耐压壳体时，可不必用薄壳理论的复杂计算公式去计算强度，而只进行保证壳体稳定性的计算就能满足实用要求。
79.对于步骤s2、在确定了水下航行器密封罐模型的壳体材料后，根据以下公式计算壳体的初始可承受压力；
80.pj＝npg81.其中，pj表示壳体的初始可承受压力，单位为mpa；pg表示上述壳体的初始可承受压力，单位为mpa；n表示根据耐压壳体的极限工作压力(即上述最大承受压力)选取的安全系数，n的取值范围为1.2～1.5，一般可以取为1.33。
82.对于步骤s3、通过以下公式计算壳体的初始厚度及壳体厚度的取值范围：
[0083][0084]
其中，表示修正系数，优选的pj表示壳体的初始可承受压力，单位为mpa；r表示预设壳体外径，根据auv行业的标准外径要求，推荐值为266-288mm、300-324mm、500-533mm、780-800mm、960-1000mm等；σs表示铝合金的屈服强度，优选的σs＝170mpa；t表示初始厚度，壳体厚度的取值范围为不小于t0，优选的初始厚度t取为一个略大于t0的值。
[0085]
对于步骤s4、通过以下公式计算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；
[0086][0087]
其中，e表示壳板材料铝合金的弹性模数；pj表示壳体的初始可承受压力，优选的pj＝4.0mpa；t表示步骤s3所确定的初始厚度；r表示步骤s3所确定的预设壳体外径；l表示初始环肋间距，环肋间距的取值范围为不大于l0，优选的初始环肋间距l取为一个略小于l0的值。
[0088]
对于步骤s5、分段可以增加密封罐的密封性，一个整体罐结构的耐压能力较差。分段后，设计合理的加强环肋可以保证较薄的壁厚的罐子具有较强的抗压能力。因此，auv的密封罐一般是分段结构，各分舱段的内联接环视为加强环肋；如图2所示是本发明一实施例提供的加强环肋截面的示意图，图中参数l、t、h2、b2、h1、b1分别代表环肋主体部分的长度、环肋主体部分的宽度、环肋第二伸展板的宽度、环肋第二伸展板的长度、环肋第一伸展板的宽度、环肋第一伸展板的长度。yo1＝(t+h1)/2,是第一伸展板中心线偏离主体中心线的距离。yo2＝(t+h2)/2,是第二伸展板中心线偏离主体中心线的距离。yo1和yo2描述了2块伸展板偏离主体中心线的距离，这两个参数用于后续的计算中。图中参数l、t、h2、b2、h1、b1根据经验给定，优选的，在本实施例中推荐值分别为：l取值范围为100-200mm；t取值范围为8-12mm；h2取值范围为20-30mm；b2取值范围为20-30mm；h1取值范围为15-20mm；b1取值范围为15-20mm；根据所确定的各参数构建水下航行器密封罐模型。
[0089]
需要说明的是，在初次水下航行器密封罐模型建模时，其环肋的肋骨截面的选择应使其惯性矩满足以下条件：
[0090][0091]
其中，i表示肋骨截面的惯性矩；η1表示考虑材料不符合虎克定理对稳定性影响的修正系数，通常取0.75；η2表示考虑材料初始不圆度对稳定性影响的修正系数，η2的确定须先计算壳板的理论临界应力，初始计算时取η2＝0.762。
[0092]
根据以下公式可计算带壳板的环肋联合惯性矩i：
[0093][0094]
其中，ai表示环肋各部分面积，单位为mm2；zi表示环肋各部分形心至壳板中心面的距离，单位为mm；i
0i
表示环肋各部分自身惯性矩，单位为mm4。
[0095]
在如图2所示的环肋截面示意图，其分为四个部分，分别是h1×
b1所形成的矩形部分(即环肋第一伸展板部分)、h2×
b2所形成的矩形部分(即环肋第二伸展板部分)、h2×
b2矩形的右侧根部的倒角部分和l
×
t所形成的矩形部分(即环肋主体部分)；其中，为了便于直观简洁的计算，本发明实施例中在计算过程中忽略了图2中h2×
b2矩形的右侧根部的倒角部分的面积，这部分面积极小，忽略后引起的误差很小；在计算时，环肋各部分面积为h1×
b1+h2×
b2+l
×
t的面积；环肋各部分形心至壳板中心面的距离为环肋第一伸展板部分形心至壳板中心面的距离yo1和肋第二伸展板部分形心至壳板中心面的距离yo2；环肋各部分自身惯性矩为图2中各部分自身的惯性矩，根据各部分的面积计算可得到。
[0096]
对于步骤s6、在一个优选的实施例中，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。
[0097]
具体的，根据以下公式计算壳板的理论临界压力；
[0098][0099]
其中，p
′
cr
表示壳板的理论临界压力；e表示壳板材料铝合金的弹性模数；r表示壳体外径；t表示壳体的初始厚度；l表示初始环肋间距。
[0100]
根据以下公式计算壳板的实际临界压力；
[0101]
p
cr
＝η1η2p
′
cr
[0102]
其中，p
′
cr
表示壳板的理论临界压力；p
cr
表示壳板的实际临界压力；η1表示考虑材料不符合虎克定理对稳定性影响的修正系数，通常取0.75；η2表示考虑材料初始不圆度对稳定性的修正系数，需根据壳板的理论临界应力(即上述第一理论临界应力)确定。
[0103]
通过以下公式计算壳板的理论临界应力(即上述第一理论临界应力)；
[0104][0105]
其中，σ
′
cr
表示壳板的理论临界应力(即上述第一理论临界应力)；表示修正系数；η1表示考虑材料不符合虎克定理对稳定性影响的修正系数，通常取0.75；r表示壳体外径；t表示壳体的初始厚度。
[0106]
得到σ
′
cr
后，计算出的值，通过查图可得到η2的值，优选的η2的值一般为一个0.9左右的值；例如：时，则根据查图可得：铝镁合金为0.75，软磁钢为0.8，钛合金为0.85。因此，一个成功的设计对应的η2一般为0.8-0.9。因此根据所确定的η2修正系数即可确定壳板的实际临界压力。
[0107]
如果p
cr
＝η1η2p
′
cr
》pj，则可得实际的临界应力为：σ
cr
＝η2σ
′
cr
。
[0108]
如果p
cr
》pj，则实际临界压力p
cr
符合壳板稳定性标准。同时，实际临界应力σ
cr
也符合壳板强度条件，即：σ
cr
≤0.85σs。因此可判定前面初步选定的环肋间距l是适当的，可满足要求。如果p
cr
≤pj，则返回到前面适当减小l后继续计算直至p
cr
》pj。在校核满足要求后将初始环肋间距更新为第一环肋间距。
[0109]
对于步骤s7、在一个优选的实施例中，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。
[0110]
具体的，根据步骤s5中所提及的环肋联合惯性矩相关的计算公式得到环肋联合惯性矩；根据步骤s6中所确定的第一环肋间距及计算得到的环肋联合惯性矩通过以下公式计算壳体的总体理论临界压力；
[0111][0112]
其中，(p
cr
)
′g表示壳体的总体理论临界压力；e表示壳板材料铝合金的弹性模数；i表示肋骨联合惯性矩；l表示步骤s6中所确定的第一环肋间距。
[0113]
通过以下公式计算环肋处壳板的理论临界应力(即上述第二理论临界应力)；
[0114][0115]
其中，σ
′
cr
表示环肋处壳板的理论临界应力(即上述第二理论临界应力)；(p
cr
)
′
g表示壳体的总体理论临界压力；η1表示考虑材料不符合虎克定理对稳定性影响的修正系数，通常取0.75；r表示壳体外径；t表示初始厚度；kr表示由工程经验得到的修正系数，取kr＝0.4。
[0116]
根据计算得到的环肋处壳板的理论临界应力σ
′
cr
后，计算出的值，继而根据的值通过查表得到η2；
[0117]
通过以下公式计算壳体总体失稳的实际临界压力(即壳体的总体实际临界压力)；
[0118]
(p
cr
)g＝η1η2(p
′
cr
)g[0119]
其中，(p
cr
)g表示壳体总体失稳的实际临界压力；η1表示考虑材料不符合虎克定理对稳定性影响的修正系数，通常取0.75；η2表示上一步查表所得的修正系数，一般为一个0.97左右的值；(p
cr
)
′g表示壳体的总体理论临界压力。
[0120]
判断壳体总体失稳的实际临界压力与第一阈值之间的关系，在本实施例中，第一阈值为(1.1～1.3)pj；如果(p
cr
)g≥(1.1～1.3)pj，则说明壳体环肋的设计是合适的，设计满足稳定性要求。如果(p
cr
)g《(1.1～1.3)pj，则说明设计不合理，返回前面修改环肋的t、h2、
b2、h1、b1等参数，重新校核，直至(p
cr
)g≥(1.1～1.3)pj；在对参数进行修改时，优选的对壳体厚度t进行调整；优选的可为定量修改，即在上述所列举的五个环肋参数中，若修改参数为t，则保持参数h2、b2、h1、b1的值不变；在另一个优选的修改方式中，也可同时修改两个或两个以上的参数，以使校核达标；在修改参数时需不破坏前面一些列步骤所确定的计算公式的约束，在满足上述计算公式的前提下进行修改；将满足校核的壳体厚度作为壳体的第一厚度。
[0121]
在另一个优选的实施例中，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。
[0122]
具体的，通过以下公式计算跨度中点处壳板的横向平均应力；
[0123][0124]
其中，表示跨度中点处壳板的横向平均应力；是修正系数；t表示上一校核中所确定的第一厚度；pj表示壳体的初始可承受压力；r表示壳体外径。
[0125]
需要补充的是，取肋骨截面面积ar＝h1×
b1+h2×
b2，β＝(l
×
t)/ar，这个参数是一个比例系数，描述环肋主体与2个伸展板面积之和的比值，该值越大说明主体相对伸展板面积越大。后面的计算中没有直接用到这个参数，但是这个参数对于描述环肋的形状很有作用，因此在计算过程中对该参数也做一并的计算。
[0126]
优选的在上述计算中，取u＝12.04，β＝7.41，
[0127]
比对所述横向平均应力与第二阈值，此处第二阈值的取值为0.85σs；如果；如果则说明满足强度校核要求；如果则说明设计不合理，返回前面如上述相同要求的情况下修改t、h2、b2、h1、b1等参数，此处不再赘述，并在修改参数后进行重新校核，直至将满足校核的壳体厚度作为壳体的第二厚度。
[0128]
根据以下公式计算环肋应力；
[0129][0130]
其中，σ
cr
表示环肋应力；kr表示修正系数，优选的可取值为kr＝0.4；t表示上一校核中所确定的第二厚度；pj表示壳体的初始可承受压力；r表示壳体外径。
[0131]
比对所述环肋应力与第三阈值，此处第三阈值的取值为0.55σs；如果σ
cr
≤0.55σs，则说明满足强度校核要求；如果σ
cr
》0.55σs则说明设计不合理，返回前面如上述相同要求的情况下修改t、h2、b2、h1、b1等参数，此处不再赘述，并在修改参数后进行重新校核，直至σ
cr
≤0.55σs。将满足校核的壳体厚度作为壳体的第三厚度。
[0132]
对于步骤s8、在完成上述所有校核后，根据校核后所确定的参数对水下航行器密封罐模型进行重新建模，所建立的模型如图3所示，包括两个端盖和圆柱筒体；根据壳体材料的密度4500kg/m3和上述校核后得到的参数分别计算两个端盖和圆柱筒体的重量，得到模型中重量；如果模型重量达到标准则根据对应的参数生成最终的水下航行器密封罐模型；如果模型重量超标，则在满足上述所有校核和计算公式的前提下重新调整模型参数中的一项或多项参数并重新计算模型重量，直至满足重量要求时生成最终的水下航行器密封罐模型。
[0133]
优选的，可直接更换屈服强度大于或等于当前铝合金屈服强度但密度小于当前铝合金密度的新材料，保持其他参数不变对模型重量进行重新计算；若在多次更换材料后也无法达到重量要求，可定量对模型中的参数进行调整，即在调整任意一参数时，保持其余参数不变；也可通过组合调整多项参数后再重新对重量进行评估。
[0134]
通过实施本发明上述技术方案，采用一系列精度较高的计算公式对受力进行罐体分析和校核，通过反复修改参数与强度校核等直至得到一组较优的可靠的结构参数。该设计方法设计便捷、计算量小、计算结果可靠。可以较快速地得到一种满足设计强度要求、重量轻、形状规则、加工方便的水下密封罐结构。
[0135]
在上述方法项实施例的基础上，本发明对应提供了装置项实施例。
[0136]
如图4所示，本发明一实施例提供了一种水下航行器密封罐模型的生成装置，包括：模型初次构建模块、模型校核模块及模型生成模块；
[0137]
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；
[0138]
所述模型校核模块，用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；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；
[0139]
所述模型生成模块，用于在完成所有校核后，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。
[0140]
在一个优先的实施例中，所述模型校核模块，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。
[0141]
在一个优选的实施例中，所述模型校核模块，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。
[0142]
在一个优选的实施例中，所述模型校核模块，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。
[0143]
需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0144]
所述领域的技术人员可以清楚地了解到，为了方便和简洁，上述描述的装置的具体工作过程，可参考前述方法实施例中对应的过程，在此不再赘述。
[0145]
在上述方法项实施例的基础上，本发明对应提供了终端设备项实施例。
[0146]
本发明一实施例提供了一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明中任意一项所述的一种水下航行器密封罐模型的生成方法。
[0147]
终端设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。
[0148]
所称处理器可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个终端设备的各个部分。
[0149]
所述存储器可用于存储所述计算机程序，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述终端设备的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(smart media card,smc)，安全数字(secure digital,sd)卡，闪存卡(flash card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
[0150]
在上述方法项实施例的基础上，本发明对应提供了存储介质项实施例。
[0151]
本发明一实施例提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述存储介质所在设备执行本发明中任意一项所述的一种水下航行器密封罐模型的生成方法。
[0152]
所述存储介质为计算机可读存储介质，所述计算机程序存储在所述计算机可读存
储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
[0153]
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

技术特征：
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；所述模型校核模块，用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；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；所述模型生成模块，用于在完成所有校核后，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。6.如权利要求5所述的一种水下航行器密封罐模型的生成装置，其特征在于，所述模型校核模块，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。7.如权利要求6所述的一种水下航行器密封罐模型的生成装置，其特征在于，所述模型校核模块，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。8.如权利要求7所述的一种水下航行器密封罐模型的生成装置，其特征在于，所述模型校核模块，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。9.一种设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所诉处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4中任意一项所述的一种水下航行器密封罐模型的生成方法。10.一种介质，其特征在于，所述介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述介质所在设备执行如权利要求1至4中任意一项所述的一种水下航行器密封罐模型的生成方法。

技术总结
本发明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。


技术研发人员：彭超 靳思博 马成 谭爽 张淏酥
受保护的技术使用者：中山大学
技术研发日：2023.06.15
技术公布日：2023/9/23