Ko-värähtelyvektorihydrofonin pallomaisen kuoren optimaalinen suunnittelu(1)

Tiivistelmä: Tavoitteena syvänmeren vektorihydrofonien rakenteelliseen paineongelmaan johdetaan ulkoisen painepallon kuoren maksimijännityskaava sekä yhteisvärähtelyn materiaalien ja mittojen vaikutus. . Tässä analysoidaan pallovektorihydrofonin akustista suorituskykyä ja paineen suorituskykyä Tämän perusteella on esitetty pienin keskitiheyden ohutseinämäisen paineenkestävän pallomaisen kuoren suunnittelumenetelmä. Tyypillisiä syvänmeren teknisiä materiaaleja tutkitaan, alumiiniseosmateriaali valitaan ja kovärähtelypallovektorihydrofoni, jonka suunniteltu paineenkesto syvyys on 3000 m, valmistetaan. Hydrofonin painetta kestävää rakennetta simuloitiin elementtimenetelmällä ja testattiin sen herkkyyttä, suuntaavuutta ja paineenkestokykyä. Tulokset osoittavat, että vektorihydrofonilla on hyvä kosinisuuntaus, herkkyys -188 dB@500 Hz ja se kestää 37,5 MPa ulkoista painetta. Tämä varmistaa tässä paperissa esitetyn pienimmän keskimääräisen tiheyden ohutseinämäisen painetta kestävän pallomaisen kuoren suunnittelumenetelmän ja suunnittelun. Prototyyppisuunnittelun rationaalisuus ja toteutettavuus

 

Johdanto

 

The kovibraatiovektorihydrofoni voi mitata värähtelynopeusvektoriinformaatiota äänikenttäväliaineessa, ja yksi vektorihydrofoni voi suorittaa akustisen kohteen suunnan haun. Sen etuna on myös pieni koko, alhainen virrankulutus, korkea herkkyys, kohtalainen taajuuskaista, ja se soveltuu erittäin hyvin asennettavaksi vedenalaisille miehittämättömille alustoille, kuten vedenalaisille purjelentokoneille ja profiilipoijuille suorittamaan tehtäviä, kuten kohteen havaitseminen ja meriympäristön melun seuranta. Tällä hetkellä paineenkestävän teknologian kehittyessä erilaisten vedenalaisten miehittämättömien alustojen työsyvyys kasvaa, mikä asettaa korkeampia vaatimuksia vektorihydrofonien painetta kestävälle kyvylle. Yhdysvallat, Venäjä ja muut maat ovat kehittäneet vektorihydrofoneja, joiden työsyvyys on 5000-6000 m. Kotimaassa se on vielä alkuvaiheessa. Vektorihydrofoni, jonka paineenkesto- syvyys on 1000 m, valmistettiin käyttämällä epoksihartsia ja lasimikrohelmikomposiittimateriaalivalausta ja metallikuoriöljytäytettä. Hydrofonin herkkyys ja suuntaavuus ovat epätyydyttäviä; ulomman komposiittikuoren ja sisemmän alumiiniseoskuoren kaksikerroksista kuorikaaviota käytetään vektorihydrofonin suunnittelussa, jonka paineenkesto on 2000 m. Suuresta koostaan ​​johtuen sen korkea Ylätaajuusraja on vain 1000 Hz; paineenkestävä komposiitti kovibraatiovektorihydrofoni suunniteltiin ja valmistettiin metallikuorella, joka oli päällystetty polyuretaanikuorella. Sukelluskoe, suurin sukellussyvyys on 1200 m. Kapselin muotoinen alumiiniseoksesta valmistettu ohut kuorirakenne toteuttaa yhteisvärähtelyvektorihydrofonin, jonka paineenkesto on 20 MPa. Tässä artikkelissa asiaankuuluvaa paineastian suunnittelun teoriaa sovelletaan suuren syvyysvektorihydrofonin suunnitteluun, ja yksikerroksista ohutseinäistä pallomaista kuorta, joka on valmistettu erittäin lujista metallimateriaaleista, käytetään suoraan vektorihydrofonin kestävänä kuorena. Tämän järjestelmän prosessi on suhteellisen yksinkertainen ja voi saavuttaa suuren jännitesyvyyden. Tässä kaaviossa pallomaisen kuoren materiaalin valitseminen ja pallomaisen kuoren koon suunnitteleminen niin, että vektorihydrofonin akustista suorituskykyä voidaan parantaa mahdollisimman paljon sillä oletuksella, että paineenkestokyky täyttää vaatimukset, on avain vektorihydrofonin painepallomaisen kuoren suunnittelussa.

 

1 Kovibroivan pallomaisen vektorihydrofonin akustiseen suorituskykyyn vaikuttavat tekijät

 

Kun yhteisvärähtely matalataajuinen vektorihydrofoni toimii vedenalaisessa äänikentässä, se värisee äänikentän vaikutuksesta. Aseta sen värähtelynopeudeksi v. Aseta lisäksi alkuperäisen hydrofonin geometrisen keskipisteen sijainti, kun hydrofonia ei ole asetettu äänikenttään. Jos väliainehiukkasen värähtelynopeus on v0, seuraavan suhteen (3) ehto voidaan ilmaista ääniaallon taajuudella fc 2 π R. Yhtälöstä (3) voidaan nähdä, että kun kooskilloivan pallovektorihydrofonin toimintataajuuden yläraja on paljon pienempi kuin oc 2 π R, sitä pienempi on hydrofonin keskimääräinen värähtelynopeus. amplitudi v ja veden laatupisteen värähtely äänikentässä. Mitä suurempi nopeuden amplitudin suhteen itseisarvo on, sitä suurempi on hydrofonin värähtelynopeuden herkkyys, ja hydrofonin värähtelynopeuden ja veden laatupisteen värähtelynopeuden välinen vaihe-ero lähestyy nollaa. Koska kovibraatiovektorihydrofonissa on myös värähtelyn poimintaantureita, signaalinkäsittelypiirejä ja muita lisärakenteita, on vaikea ymmärtää, että vektorihydrofonin keskimääräinen tiheys vr on pienempi kuin ρ0 . veden tiheys Tekniikka pyrkii yleensä siihen, että hydrofonin keskimääräinen tiheys on lähellä vesiväliaineen tiheyttä. Tällä hetkellä hydrofoni voi poimia äänikentän vedenlaatupisteen värähtelynopeuden noin 1:1, ja hydrofonin toimintataajuuden yläraja voi olla saman värähtelyvektorin vesi. Kuuntelijan akustinen suorituskyky sisältää pääasiassa herkkyyden, suuntaavuuden ja työtaajuuskaistan. Kun sisäisen värähtelytunnistimen herkkyys on vakio, hydrofonin herkkyys määräytyy sen keskimääräisen tiheyden mukaan. Mitä pienempi keskimääräinen tiheys, sitä suurempi on hydrofonin herkkyys. Hydrofonin suuntaavuus määräytyy pääasiassa sisäisen värähtelytunnistimen sivuttaisherkkyyden mukaan. Hydrofonin muoto vaikuttaa myös suuntaavuuteen. Mitä lähempänä hydrofoni on normaalia pallomaista muotoa, sitä vähemmän se häiritsee suuntaavuutta. Koska sisäisen värähtelyanturin ylätaajuusraja on yleensä korkea, hydrofonin toimintataajuuskaistan yläraja määräytyy yleensä hydrofonin ulkosäteen Ro mukaan. Mitä pienempi ulkosäde on, sitä korkeampi on hydrofonin toimintataajuuden yläraja. Siksi, kun suunnitellaan kovibraatiovektorihydrofonin painetta kestävää pallomaista kuorta, hydrofonin akustisen suorituskyvyn maksimoimiseksi on välttämätöntä tehdä pallomaisen kuoren keskimääräisestä tiheydestä r mahdollisimman pieni sillä edellytyksellä, että paineenkestävä suorituskyky täyttyy. Samalla tee ulompi säde Ro mahdollisimman pieneksi. Yhteisvärähtelevän pallomaisen vektorihydrofonin ylempi taajuusraja edellyttää, että mitä pienempi ulkosäde, sitä parempi; yhteisvärähtelevän pallomaisen vektorihydrofonin herkkyys vaatii mitä pienempi keskimääräinen tiheys, sitä parempi; mitä pienempi ulkosäde on, kun materiaali ja paksuus eivät muutu , Keskimääräinen tiheys sen sijaan kasvaa, mikä on ristiriita. Yhteisvärähtelevän pallomaisen vektorihydrofonin paineenkesto edellyttää, että mitä pienempi ulkosäde, mitä suurempi on paksuus ja mitä suurempi materiaalin lujuus, sitä parempi. Mitä pienempi ulkosäde ja suurempi paksuus, sitä suurempi on keskimääräinen tiheys, mikä on myös ristiriita. Yhteisvärähtelyn pallomaisen vektorihydrofonin paineenkestävyys ja akustinen suorituskyky edellyttävät, että sen pallomainen kuori on mahdollisimman pieni (korkea herkkyys) ja ulkosäde mahdollisimman pieni (korkean taajuuden yläraja) sillä edellytyksellä, että paineenkestovaatimukset saavutetaan), nämä rajoitukset rajoittavat toisiaan. Seuraavassa tutkitaan yhteisvärähtelyn pallomaisen vektorihydrofonin pallomaisen kuoren materiaalin, ulkosäteen ja paksuuden sekä sen paineenkestävyyden, herkkyyden ja korkean taajuuden ylärajan välistä suhdetta, jotta löydettäisiin vektori, jolla on paras akustinen suorituskyky sillä edellytyksellä, että paineen suorituskyky on tyydyttävä. Hydrofonin painetta kestävän pallomaisen kuoren suunnittelukaavio.

 

2 Ohutseinämäisen pallomaisen kuoren vikaanalyysi ulkoisen paineen alaisena

 

Kun yhteisvärähtelevä pallomainen vektorihydrofoni toimii normaalisti veden alla, sen painetta kestävä pallomainen kuori altistuu ulkoiselle hydrostaattiselle paineelle. Se on ulkoinen paineastia. Ottamatta huomioon korroosiovauriota, on olemassa kaksi päävikatilaa: lujuushäiriö ja vakavuushäiriö.

 

2.1 Voimahäiriö

Lujuusvaurio tarkoittaa sitä, että kun paineastiassa olevan materiaalin maksimijännitys ylittää myötörajan, materiaali muuttuu elastisesta muodonmuutoksesta plastiseen muodonmuutokseen, mikä johtaa palautumattomaan muodonmuutokseen tai murtumiseen. Maksimipääjännitysteorian ja elastisen murtumiskriteerin mukaan, jos ulkopuolisella painepallomaisella kuorella ei ole lujuusvauriota, maksimijännityksen T tulee olla pienempi tai yhtä suuri kuin pallomaisessa kuoressa käytetyn materiaalin lujuusvaurion sallittu jännitys. Paineastioiden suunnittelussa käytetään maksimijännityskaavaa ulkoisten painepallomaisten kuorien suunnittelussa. Tämä kaava on tiivistelmä insinöörikokemuksesta. Laskenta on yksinkertainen, mutta sen muodostamisen edellytyksenä on, että pallomainen kuori on ohutseinämäinen kuori, eli vaaditaan Ro/Ri. ≤ 1,35, missä Ro on pallomaisen kuoren ulkosäde ja Ri on sisäsäde. Tällä kaavalla saatu ratkaisu kuuluu paikalliseen optimaaliseen ratkaisuun. Siksi ulkoisen painepallon kuoren maksimijännitys johdetaan uudelleen. Olkoon p pallomaiseen kuoreen kohdistuva ulkoinen paine ja δ pallomaisen kuoren paksuus. Pyörivän vaipan momenttivapaan teorian mukaan säteittäinen jännitys ohutseinämäisen pallomaisen kuoren sisällä ulkoisen paineen alaisena on hyvin pieni ja θθ . huomioidaan vain aksiaalinen puristusjännitys Tzz ja kehän puristusjännitys T Koska pallomaisen kuoren geometrinen muoto on symmetrinen pallon keskipisteen suhteen, aksiaalinen puristusjännitys ja kehäpuristusjännitys ovat arvoltaan yhtä suuret. Pallon keskipisteen läpi kulkevalla osuudella ulkoisen paineen p resultanttivoima pallomaisen kuoren poikkileikkaukseen on Fs=p π Ro2 ja poikkipinta-ala Ss= vaippamateriaalin π (Ro2-Ri2), joten ulkoisen paineen Tzz ja T θθ pi täytyy pallomaisen kuoren murtuman maksimipaineet ovat vahvuudet.

 

2.2 Vakaushäiriö

Stabiilisuushäiriö tarkoittaa paineastian hajoamista vakaasta tasapainotilasta epävakaaseen tilaan ulkoisen kuormituksen vaikutuksesta ja se menettää yhtäkkiä alkuperäisen geometrisen muotonsa. Kun pallomaisen kuoren paksuus on hyvin ohut, epästabiilisuushäiriö tapahtuu usein ennen lujuusvauriota. Ohutseinämäiselle pallomaiselle kuorelle ulkoisen paineen alaisena kriittisen nurjahduspaineen pcr laskentakaava johdetaan pienen muodonmuutoksen teoriasta, jossa E on pallomaisen kuorimateriaalin Youngin moduuli ja materiaalin Poissonin suhde. Pienen muodonmuutoksen teoreettisen kriittisen paineen kaavan laskenta on suhteellisen yksinkertainen, mutta virhe on suhteellisen suuri, mikä voidaan kompensoida suuremmalla turvakertoimella m. GB 150.3 edellyttää m = 14,52. Tällöin ohutseinämäisen pallomaisen kuoren vakavuushäiriön suurin sallittu ulkoinen paine ps on täytettävä.

 

3 Vektorihydrofonin painetta kestävän pallomaisen kuoren optimointisuunnittelu

 

Paineenkestävä pallomainen kuori vektorihydrofonianturi ei vioittele ja sen on täytettävä suurin sallittu ulkoinen paine p=min(pi, ps). Itse materiaalin parametrien lisäksi pallomaisen kuoren suurin sallittu ulkoinen paine p liittyy vain Ri/Ro -arvoon. Määrittele muuttuja X=Ri/Ro. On helppo tietää, että X on pallomaisen kuoren sisä- ja ulkosäteen suhde X∈(0,1), tämä muuttuja on mittaton, mitä suurempi X, sitä ohuempi pallomainen kuori. Tietyn materiaalin sallitun jännityksen T ja pallomaisen kuoren suurimman sallitun ulkoisen paineen p jälkeen saadaan X:n maksimiarvo, jonka pallomainen kuori täyttää lujuusvaatimukset, joka kirjataan Xi:ksi. Vastaavasti Youngin moduuli E, Poisson-suhteen μ ja pallomaisen kuoren suurimman sallitun ulkoisen paineen p jälkeen, voidaan saada kaavan mukaan X:n maksimiarvo, jonka pallomainen kuori täyttää vakavuusvaatimukset, joka kirjataan Xs:ksi. Yhteisvärähtelevä pallovektorihydrofoni kestää ulkoista staattista vettä Paineen p funktio vaurioitta ja paineenkestävän pallomaisen kuoren on täytettävä samanaikaisesti lujuusvaurion ja vakavuusvaurion ehdot, ja X:n maksimiarvo, joka täyttää vaatimukset samanaikaisesti, on X = min X, X (12) Xmax määritetään myöhemmin. On helppo tietää, että pallomaisen kuorimateriaalin tilavuus on Vc=4π(Ro3-Ri3)/3. Pallomaisen kuoren massa mc=ρVc, missä ρ on pallomaisen kuoren materiaalin tiheys. Pallomaisen vaipan purkaman veden tilavuus on Vs=4πRo3/3. Tällöin pallomaisen kuoren keskimääräinen tiheys r on ρ on materiaalin tiheys, joka on positiivinen vakio; (1-X3) termi X∈(0,1) on aina positiivinen arvo ja pienenee monotonisesti. Pallomaisen kuoren pienin keskimääräinen tiheys, joka täyttää painevaatimukset. Siksi kovibraatiovektorihydrofonin painetta kestävän pallomaisen kuoren optimaalisen rakenteen saamiseksi ensinnäkin painevaatimukset p ja materiaalin ominaisuudet tulisi korvata kaavassa Xmax:n laskemiseksi; Korvaamalla Xmax kaavaan voidaan saada pallomaisen kuoren pienin keskimääräinen tiheys, joka täyttää painevaatimukset. Olettaen värähtelyn poimintaanturin, signaalinkäsittelypiirin ja muiden kovibraatiovektorihydrofonin sisällä olevien lisärakenteiden kokonaismassan, hydrofonin keskimääräisen tiheyden vähimmäisarvo on tietty arvo; siinä tapauksessa, että pallomainen vaippamateriaali ja paineenkestovaatimus p määritellään Alla, se on myös määrätty arvo. Vektorihydrofonille Ro määrittää vektorihydrofonin toimintataajuuden ylärajan fmax. Vektorihydrofonin toimintataajuuden yläraja valitaan ja vektorihydrofonin pallomaisen kuoren ulkosäde Ro määritetään. Tällöin voidaan saada hydrofonin pienin keskimääräinen tiheys ja vektorihydrofonin värähtelynopeuden herkkyys. Vastaavasti, jos vektorihydrofonin värähtelynopeuden herkkyys valitaan, voidaan saada hydrofonin keskimääräinen tiheys yhtälön (3) mukaisesti ja saada hydrofonin pallomaisen kuoren ulkosäde tällä hetkellä ja vektori voidaan saada hydrofonin toimintataajuuden yläraja. Yllä olevien vaiheiden kautta löydämme sopivimman materiaalin ja teoreettisen optimaalisen ratkaisun kokoparametreille, kuten painetta kestävän pallomaisen vaipan ulkosäteen ja paksuuden. Ja paineenkestävän pallomaisen kuoren peruskokotietojen perusteella tehdään seuraava yksityiskohtainen suunnittelu. Suunnittelun valmistuttua elementtisimulaatioohjelmistoa käytetään suunnitellulle paineenkestävälle vaipan jännitysjakauman analyysille ja nurjahdusanalyysille, jotta varmistetaan, ettei vaipassa ole lujuus- ja vakavuusvaurioita suunnittelupaineen alaisena.

 

4 Suunnitteluesimerkki painetta kestävästä vektorihydrofonin pallomaisesta kuoresta

Tällä hetkellä kotimaisten valtavirran vedenalaisten purjelentokoneiden, profiilipoijujen ja muiden vedenalaisten miehittämättömien alustojen työsyvyys on saavuttanut 2000 metrin tason. Tietyn turvamarginaalin aikaansaamiseksi hydrofonin mitoituspaineen kestävyyssyvyys asetetaan arvoon 3000 m, eli p=30 MPa.

 

4.1 Kuoren materiaalin optimointi

Ensinnäkin meidän on valittava paras metallimateriaali kovibraatiovektorihydrofonin painetta kestävälle pallomaiselle kuorelle. Taulukossa 1 on lueteltu useiden yleisesti käytettyjen syvänmeren teknisten materiaalien mekaaniset ominaisuudet, kuten 304, 316L ruostumaton teräs, 6061T6, 7075T6 alumiiniseos, TC4 titaaniseos ja H90 messinki. Materiaalien arvoissa voi olla pieniä eroja). Korvaamalla taulukon 1 painevaatimukset p ja eri materiaalien ominaisuudet kaavaan voidaan saada näitä teknisiä materiaaleja, jotka täyttävät Xi:n lujuusvaatimukset, Xs:n vakavuusvaatimukset ja molemmat Xmax; korvaa saatu Xmax kaavaan , Pienin keskimääräinen tiheys, joka voidaan saavuttaa jokaisesta painevaatimukset täyttävästä materiaalista valmistetulla pallomaisella kuorella. Jos tietty materiaali täyttää lujuusvaatimukset Xi on pienempi kuin vakavuusvaatimukset Xs, niin materiaalista tehdään lujuusvaatimukset täyttävä pallo. Kuoren tapauksessa sen stabiilisuus on ylijäämäinen; samoin, jos tietyn materiaalin Xi on suurempi kuin Xs, kun materiaalista tehdään pallomainen vaippa, joka täyttää vakavuusvaatimukset, sen lujuus on ylijäämäinen. Mitä läheisempiä Xi:n ja Xs:n arvot ovat, sitä tasapainoisempi tästä materiaalista tehdyn pallomaisen kuoren lujuus ja vakaus. Taulukossa 2 esitetyistä useista materiaaleista TC4-titaaniseoksen Xi on suurempi kuin Xs, mikä osoittaa, että tästä materiaalista tehdyn pallomaisen kuoren lujuus on ylijäämäinen, kun se täyttää vakausvaatimukset. TC4:ää lukuun ottamatta kaikkien muiden materiaalien Xi-arvot ovat pienempiä kuin Xs, mikä osoittaa, että näistä materiaaleista tehdyn pallomaisen kuoren stabiilisuus on ylijäämäinen lujuusvaatimusten täyttyessä. Taulukon 2 materiaaleista 7075T6-alumiiniseoksen ja TC4-titaaniseoksen Xi ja Xs ovat suhteellisen lähellä toisiaan, mikä osoittaa, että näistä kahdesta materiaalista valmistetun pallomaisen kuoren lujuus ja stabiilisuus ovat suhteellisen tasapainossa. Taulukosta 2 voidaan nähdä, että olettaen, että taulukossa lueteltujen useiden yleisesti käytettyjen teknisten materiaalien joukossa 30 MPa:n paineenkesto täyttää, alumiiniseoksesta ja TC4-titaaniseoksesta valmistetun pallomaisen kuoren keskimääräinen tiheys voi saavuttaa tiheyden, joka on lähellä tai pienempi kuin veden tiheys, mikä on sopusoinnussa kopherical-vibr-hydrofonin suunnitteluvaatimusten kanssa. Niistä TC4-titaaniseosmateriaalilla on suurin Xmax, eli ohuin paineenkestävä pallomainen kuori, joka on valmistettu tästä materiaalista. 7075T6-materiaalista valmistettu painetta kestävä pallomainen kuori voi saavuttaa pienimmän keskimääräisen tiheyden, jättäen suurimman massamarginaalin muille sisäisille rakenteille. Lisäksi alumiiniseoksella on suurempia etuja kuin TC4-titaaniseoksella materiaalikustannusten ja käsittelykustannusten suhteen. Siksi alumiiniseos on paras materiaali vektorihydrofonien painetta kestävien pallomaisten kuorien valmistukseen.

 

4.2 Painetta kestävän pallomaisen kuoren kokosuunnittelu

Alumiiniseosmateriaalista valitaan hydrofonin pallomainen kuori, jonka paineenkesto on 30 MPa ja painevaatimukset täyttävän pallomaisen vaipan keskimääräinen tiheys on tällä hetkellä 0,64×103 kg/m3 ja X=0,9177. Jos vektorihydrofonin värähtelynopeuden herkkyys |v/v0| on sallittu arvoon 0,8, hydrofonin pallomaisen kuoren todellinen rakenne tulisi suunnitella kahteen puolikkaaseen sisäisten komponenttien asennuksen helpottamiseksi. Oletetaan, että hydrofonin kaksi puolipallon muotoista kuorta on koottu Mitatun hydrofonin, kiihtyvyysmittarin, asennustelineen, signaalinkäsittelypiirin ja varsinaisessa hydrofonissa käytetyn vesitiiviin lävistyskammion lisämassan massasumma on 99,5 g, joten lisämassan summa me=149,5 g. Saadaan hydrofonin pallomaisen kuoren ulkosäde Ro = 36,48 mm. X=Ri/Ro=0,9177, pallomaisen kuoren sisäsäde Ri=33,48 mm, pallomaisen kuoren paksuus=3,00 mm, laskennan, piirtämisen ja käsittelyn helpottamiseksi pallomaisen kuoren sisäsäde Ri on pyöristetty alaspäin 33 mm:iin, ulkosäde Ro on 36 mm.

 

4.3 Jännitteen kestävyyden tarkastus

Kun paineenkestävän pallomaisen kuoren kokotiedot on saatu, sen varmistamiseksi, että se täyttää paineenkestovaatimukset, paineenkestävä suorituskyky tarkistetaan, ja kaksi tapausta lujuuden rikkoutumisesta ja stabiilisuushäiriöstä tarkastellaan pääasiassa.

 

4.3.1 Lujuuden pettäminen

Taulukosta 1 nähdään, että pallomaiseen vaippaan käytetyn alumiiniseoksen sallittu jännitys on 190 MPa, joka on yhdistetty pallomaisen vaipan kokoparametreihin, jotta saadaan pallomaisen vaipan lujuusvaurion sallittu paine on 30,4 MPa, mikä on suurempi kuin 30 MPa, mikä täyttää painevaatimukset.

 

4.3.2 Vakaushäiriö

Alumiiniseoksen Poissonin suhde μ=0,33, Youngin moduuli E=7,2×1010 Pa ja vakausjärjestelmä m=14,52. Korvaamalla materiaalitiedot ja pallomainen kuoren koko yhtälöihin (8) ja (9), lasketaan kriittinen kehän epästabiilisuuspaine pcr=611,6 MPa ja sallittu kehän epästabiilisuuspaine on 42,1 MPa, mikä on suurempi kuin 30 MPa, mikä täyttää painevaatimukset. Voidaan nähdä, että vektorihydrofonin painetta kestävä pallomainen kuori kestää ulkoisen 30 MPa:n hydrostaattisen paineen. Ja kehän epävakauden sallittu paine on suurempi kuin sallittu paine lujuuden epäonnistumiselle. Jos paine jatkaa nousuaan pallomaisen kuoren ulkopuolella, lujuusvaikutus tapahtuu ensin.

 

4.4 Vektorihydrofonin painekuoren tekninen suunnittelu

Sen jälkeen kun on määritetty perustiedot, kuten vektorihydrofonin painetta kestävän pallomaisen kuoren materiaali, ulkosäde ja paksuus, voidaan suorittaa vektorihydrofonin kuoren yksityiskohtainen suunnittelu. Tässä artikkelissa käytetään 3D-mallinnusohjelmistoa suuren syvyisen pallomaisen kovärähtelyvektorihydrofonin apusuunnittelun suorittamiseen. Poikkileikkauskuva vektorihydrofonirakenteesta on esitetty kuvassa 1.