[发明专利]一种通过机械加压设计深海压力模拟装置的方法

权利要求书

1.一种通过机械加压设计深海压力模拟装置的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(S-1)建模：在仿真软件ANSYS中建立深海压力模拟装置的模型，该模型包括耐压装置(1)、与所述耐压装置(1)连接的支撑部(2)、以及与所述耐压装置(1)连接的底座(3)；

(S-2)逐步加压和拓扑优化：在步骤(S-1)建立的模型上，通过所述支撑部(2)向耐压装置(1)施加模拟压力，通过底座(3)对所述耐压装置(1)进行固定约束；在优化过程中，对所述耐压装置(1)施加模拟压力，对耐压装置(1)进行拓扑优化，然后增加模拟压力，再次进行拓扑优化，依次类推至模拟压力为设计压力，拓扑优化得到所述深海压力模拟装置。

2.根据权利要求1所述的一种通过机械加压设计深海压力模拟装置的方法，其特征在于，步骤(S-1)中，所述耐压装置(1)包括壳体和设于所述壳体内的内部实体。

3.根据权利要求2所述的一种通过机械加压设计深海压力模拟装置的方法，其特征在于，所述壳体和内部实体均为球形，所述内部实体的直径、壳体的内部空腔的直径和壳体的厚度比例关系为250～270：210～230：15～25。

4.根据权利要求2所述的一种通过机械加压设计深海压力模拟装置的方法，其特征在于，所述支撑部(2)为圆台形结构并且该圆台形结构的大端贴合连接于所述耐压装置(1)表面。

5.根据权利要求4所述的一种通过机械加压设计深海压力模拟装置的方法，其特征在于，所述圆台形结构的大端直径与所述壳体的外部直径的比例关系为150～170：250～270；所述圆台形结构的小端直径、长度和大端直径的比例关系为40～50：300～310：155～165。

6.根据权利要求4所述的一种通过机械加压设计深海压力模拟装置的方法，其特征在于，所述底座(3)为圆柱形，并且底座(3)的直径与支撑部(2)的大端的直径相等。

7.根据权利要求1所述的一种通过机械加压设计深海压力模拟装置的方法，其特征在于，所述支撑部(2)设有三个，分别为第一支撑部(21)、第二支撑部(22)和第三支撑部(23)；所述底座(3)设有三个，分别为第一底座(31)、第二底座(32)和第三底座；所述第二支撑部(22)和第三支撑部(23)相对设置，所述第一支撑部(21)与所述第二支撑部(22)和第三支撑部(23)垂直；所述第一底座(31)与第一支撑部(21)相对设置，所述第二底座(32)和第三底座相对设置。

8.根据权利要求1所述的一种通过机械加压设计深海压力模拟装置的方法，其特征在于，步骤(S-2)中，初始的模拟压力设计为0.05Mpa，每次拓扑优化完成后，模拟压力增加0.1～0.2Mpa。

9.根据权利要求1所述的一种通过机械加压设计深海压力模拟装置的方法，其特征在于，每次拓扑优化时，采用有限元分析方法，减少内部实体的体积，然后优化内部实体的形状结构使得耐压装置(1)的整体刚度为最大值，并且保证整个装置主体的壳体表面各点受力差别≤0.01MPa。

10.根据权利要求9所述的一种通过机械加压设计深海压力模拟装置的方法，其特征在于，每次内部实体的体积的减少值不超过整个内部实体体积的50％。