Optimaal ontwerp van de bolvormige schaal van co-vibratie vectorhydrofoon(1)

Samenvatting: Gericht op het structurele drukprobleem van vectorhydrofoons in diep water, wordt de maximale spanningsformule van de bolvormige schaal met externe druk afgeleid, en de invloed van de materialen en afmetingen van de meevibrerende sferische vectorhydrofoon op zijn akoestische prestaties en drukprestaties wordt hier geanalyseerd. Op basis hiervan wordt een ontwerpmethode gegeven voor een dunwandige, drukbestendige bolvormige schaal met minimale gemiddelde dichtheid. De typische diepzeetechnische materialen worden bestudeerd, aluminiumlegeringsmateriaal wordt geselecteerd en een sferische vectorhydrofoon met co-vibratie met een ontworpen drukweerstandsdiepte van 3000 meter wordt geproduceerd. De drukbestendige structuur van de hydrofoon werd gesimuleerd met behulp van de eindige-elementenmethode en de gevoeligheid, directiviteit en drukbestendig vermogen ervan werden getest. De resultaten laten zien dat de vectorhydrofoon een goede cosinus-directiviteit heeft, een gevoeligheid heeft van -188 dB bij 500 Hz en een externe druk van 37,5 MPa kan weerstaan. Dit verifieert de ontwerpmethode en de techniek van de dunwandige, drukbestendige bolvormige schaal met minimale gemiddelde dichtheid die in dit artikel wordt gegeven. De rationaliteit en haalbaarheid van het prototypeontwerp

 

Invoering

 

De co-vibratievectorhydrofoon kan de trillingssnelheidsvectorinformatie in het geluidsveldmedium meten, en een enkele vectorhydrofoon kan de richtingbepaling van het akoestische doel voltooien. Het heeft ook de voordelen van een klein formaat, een laag energieverbruik, een hoge gevoeligheid, een gemiddelde frequentieband en is zeer geschikt voor installatie op onbemande onderwaterplatforms zoals onderwaterzweefvliegtuigen en profielboeien om taken uit te voeren zoals doeldetectie en monitoring van omgevingsgeluid op zee. Momenteel neemt met de ontwikkeling van drukbestendige technologie de werkdiepte van verschillende onbemande onderwaterplatforms toe, wat hogere eisen stelt aan het drukbestendige vermogen van vectorhydrofoons. De Verenigde Staten, Rusland en andere landen hebben vectorhydrofoons ontwikkeld met een werkdiepte van 5000 ~ 6000 m. In eigen land bevindt het zich nog in de beginfase van onderzoek. De vectorhydrofoon met een drukweerstandsdiepte van 1000 m werd gemaakt met behulp van epoxyhars en composietmateriaal van glasmicrokralen en vulling van metaalomhulselolie. De gevoeligheid en richtingsgevoeligheid van de hydrofoon zijn onbevredigend; het dubbellaagse schaalschema van de buitenste composietschaal en de binnenste schaal van aluminiumlegering wordt gebruikt om een ​​vectorhydrofoon te ontwerpen met een drukweerstandsdiepte van 2000 m. Vanwege het grote formaat is de hoogste frequentielimiet slechts 1000 Hz; de drukbestendige composiet co-vibratie vectorhydrofoon is ontworpen en vervaardigd met een metalen omhulsel bedekt met een omhulsel van polyurethaan. Duiktest, de maximale duikdiepte is 1200 m. Het ontwerp van een capsulevormig ontwerp van een dunne behuizing van aluminiumlegering realiseert een co-vibratievectorhydrofoon met een drukweerstand van 20 MPa. In dit artikel wordt de relevante theorie van het drukvatontwerp toegepast op het ontwerp van een vectorhydrofoon met grote diepte, en wordt een enkellaags dunwandige bolvormige schaal gemaakt van zeer sterke metalen materialen direct gebruikt als de resistente schaal van de vectorhydrofoon. Het proces van dit schema is relatief eenvoudig en kan een grote weerstandsspanningsdiepte bereiken. In dit schema is het selecteren van het bolvormige schaalmateriaal en het ontwerpen van de bolvormige schaalgrootte zo dat de akoestische prestaties van de vectorhydrofoon zoveel mogelijk kunnen worden verbeterd op de veronderstelling dat de drukweerstandsprestaties aan de vereisten voldoen de sleutel tot het ontwerp van de drukbolvormige schaal van de vectorhydrofoon.

 

1 Beïnvloedende factoren van akoestische prestaties van co-vibrerende sferische vectorhydrofoon

 

Wanneer de co-vibratie laagfrequente vectorhydrofoon werkt in het onderwatergeluidsveld, hij zal trillen onder invloed van het geluidsveld. Stel de trillingssnelheid in op v. Stel bovendien de positie in van het oorspronkelijke geometrische middelpunt van de hydrofoon wanneer de hydrofoon niet in het geluidsveld is geplaatst. Als de trillingssnelheid van het mediumdeeltje v0 is, kan de voorwaarde van de volgende relatie (3) worden uitgedrukt als de frequentie van de geluidsgolf fc 2 π R. Uit vergelijking (3) blijkt dat wanneer de bovengrens van de werkfrequentie van de co-oscillerende sferische vectorhydrofoon veel kleiner is dan oc 2 π R, hoe kleiner de gemiddelde dichtheid van de hydrofoon, hoe kleiner de trillingssnelheidsamplitude v en de trilling van het waterkwaliteitspunt in het geluidsveld. Hoe groter de absolute waarde van de verhouding van de snelheidsamplitude, hoe groter de gevoeligheid van de trillingssnelheid van de hydrofoon, en het faseverschil tussen de trillingssnelheid van de hydrofoon en de trillingssnelheid van het waterkwaliteitspunt nadert nul. Omdat de co-vibratievectorhydrofoon ook is uitgerust met trillingsopneemsensoren, signaalconditioneringscircuits en andere aanvullende structuren, is het moeilijk te realiseren dat de gemiddelde dichtheid vr van de vectorhydrofoon kleiner is dan de dichtheid ρ0 van water. De techniek streeft er doorgaans naar dat de gemiddelde dichtheid van de hydrofoon dicht bij de dichtheid van het watermedium ligt. Op dit moment kan de hydrofoon de trillingssnelheid van het waterkwaliteitspunt in het geluidsveld ongeveer 1:1 oppikken, en de bovengrens van de werkfrequentie van de hydrofoon kan hetzelfde trillingsvectorwater zijn. De akoestische prestaties van de luisteraar omvatten voornamelijk gevoeligheid, directiviteit en werkfrequentieband. Wanneer de gevoeligheid van de interne trillingssensor constant is, wordt de gevoeligheid van de hydrofoon bepaald door de gemiddelde dichtheid. Hoe kleiner de gemiddelde dichtheid, hoe hoger de gevoeligheid van de hydrofoon. De richtingsgevoeligheid van een hydrofoon wordt voornamelijk bepaald door de laterale gevoeligheid van de interne trillingssensor. De vorm van de hydrofoon heeft ook invloed op de richtingsgevoeligheid. Hoe dichter de hydrofoon bij een standaard bolvorm komt, hoe minder interferentie hij zal hebben met de richtingsgevoeligheid. Omdat de bovenste frequentielimiet van de interne trillingsopneemsensor over het algemeen hoog is, wordt de bovenste limiet van de werkfrequentieband van de hydrofoon doorgaans bepaald door de buitenstraal Ro van de hydrofoon. Hoe kleiner de buitenradius, hoe hoger de bovengrens van de werkfrequentie van de hydrofoon. Daarom is het bij het ontwerpen van de drukbestendige bolvormige schaal van de co-vibratievectorhydrofoon, om de akoestische prestaties van de hydrofoon te maximaliseren, noodzakelijk om de gemiddelde dichtheid r van de bolvormige schaal zo klein mogelijk te maken onder de premisse van het voldoen aan de drukbestendige prestaties. Maak tegelijkertijd de buitenradius Ro zo klein mogelijk. De bovenste frequentielimiet van de meevibrerende sferische vectorhydrofoon vereist dat hoe kleiner de buitenstraal is, hoe beter; de gevoeligheid van de co-vibrerende sferische vectorhydrofoon vereist dat hoe kleiner de gemiddelde dichtheid is, hoe beter; hoe kleiner de buitenradius is wanneer het materiaal en de dikte ongewijzigd blijven. De gemiddelde dichtheid neemt in plaats daarvan toe, wat een tegenstrijdigheid is. De drukprestaties van de co-vibrerende sferische vectorhydrofoon vereisen hoe kleiner de buitenstraal, hoe groter de dikte, en hoe hoger de materiaalsterkte, hoe beter. Hoe kleiner de buitenstraal en hoe groter de dikte, hoe groter de gemiddelde dichtheid, wat ook een tegenstrijdigheid is. De drukweerstand en akoestische prestaties van de co-vibrerende sferische vectorhydrofoon vereisen dat het ontwerp van de bolvormige schaal zo klein mogelijk is (hoge gevoeligheid) en de buitenradius zo klein mogelijk (hoge frequentie bovengrens) met als uitgangspunt het bereiken van de drukweerstandsvereisten), deze beperkingen beperken elkaar. Het volgende zal de relatie bestuderen tussen het materiaal, de buitenradius en de dikte van de sferische schaal van de co-vibrerende sferische vectorhydrofoon en zijn drukweerstand, gevoeligheid en hoogfrequente bovengrens, om de vector te vinden met de beste akoestische prestaties onder het uitgangspunt van het voldoen aan de drukprestaties. Het ontwerpschema van de drukbestendige bolvormige schaal van de hydrofoon.

 

2 Storingsanalyse van dunwandige bolvormige schaal onder externe druk

 

Wanneer de co-vibrerende sferische vectorhydrofoon normaal onder water werkt, wordt de drukbestendige bolvormige schaal onderworpen aan externe hydrostatische druk. Het is een extern drukvat. Zonder rekening te houden met het falen door corrosie, zijn er twee belangrijke faalwijzen: sterktefalen en stabiliteitsfalen.

 

2.1 Krachtfalen

Sterktefalen betekent dat wanneer de maximale spanning van een materiaal in een drukvat de vloeigrens overschrijdt, het materiaal verandert van elastische vervorming naar plastische vervorming, wat resulteert in onomkeerbare vervorming of breuk. Volgens de maximale hoofdspanningstheorie en het elastische bezwijkcriterium moet, als de bolvormige schaal met externe druk geen sterktebezwaren vertoont, de maximale spanning T kleiner zijn dan of gelijk zijn aan de toelaatbare spanning bij sterktebezwijken van het materiaal dat in de bolvormige schaal wordt gebruikt. Op het gebied van drukvatontwerp gebruiken mensen de formule voor maximale spanning bij het ontwerpen van bolvormige schalen met externe druk. Deze formule is een samenvattende formule voor technische ervaring. De berekening is eenvoudig, maar de voorwaarde voor het vaststellen ervan is dat de bolvormige schaal een dunwandige schaal is, dat wil zeggen dat Ro/Ri vereist is. ≤ 1,35, waarbij Ro de buitenstraal van de bolvormige schaal is en Ri de binnenstraal. De oplossing die wordt verkregen door deze formule te gebruiken, behoort tot de lokale optimale oplossing. Daarom wordt de maximale spanning van de bolvormige schaal met externe druk opnieuw afgeleid. Laat p de externe druk op de bolvormige schaal zijn en δ de dikte van de bolvormige schaal. Volgens de momentvrije theorie van de roterende schaal is de radiale spanning binnen de dunwandige bolvormige schaal onder externe druk erg klein en worden alleen de axiale drukspanning Tzz en de omtreksdrukspanning T θθ in aanmerking genomen. Omdat de geometrische vorm van de bolvormige schaal symmetrisch is ten opzichte van het middelpunt van de bol, zijn de axiale drukspanning en de omtreksdrukspanning gelijk in waarde. Op het gedeelte dat door het midden van de bol gaat, is de resulterende kracht van de externe druk p op het gedeelte van de bolvormige schaal Fs=p π Ro2, en het dwarsdoorsnedeoppervlak van het schaalmateriaal Ss= π (Ro2-Ri2), dus de Tzz en T θθ van de bolvormige schaal met externe druk zijn de bolvormige schaal. De maximale toegestane externe druk pi moet voldoen aan de sterkte-uitval

 

2.2 Stabiliteitsfalen

Stabiliteitsfalen verwijst naar het falen van het drukvat van een stabiele evenwichtstoestand naar een onstabiele toestand onder invloed van een externe belasting, en verliest plotseling zijn oorspronkelijke geometrische vorm. Wanneer de dikte van de bolvormige schaal erg dun is, treedt het falen van de instabiliteit vaak op vóór het falen van de sterkte. Voor een dunwandige bolvormige schaal onder externe druk wordt de berekeningsformule van de kritische knikdruk pcr afgeleid van de theorie van kleine vervorming, waarbij E de Young-modulus van het bolvormige schaalmateriaal is en de Poisson-verhouding van het materiaal. De berekening van de theoretische kritische drukformule voor kleine vervorming is relatief eenvoudig, maar de fout is relatief groot, wat kan worden gecompenseerd door een grotere veiligheidsfactor m. GB 150.3 bepaalt m=14,52. Dan moet aan de maximaal toelaatbare externe druk ps voor het stabiliteitsfalen van de dunwandige bolvormige schaal worden voldaan.

 

3 Optimalisatieontwerp van drukbestendige bolvormige schaal van vectorhydrofoon

 

De drukbestendige bolvormige schaal van de De vectorhydrofoontransducer faalt niet en moet voldoen aan de maximaal toegestane externe druk p=min(pi, ps). Naast de parameters van het materiaal zelf is de maximaal toegestane externe druk p van de bolvormige schaal alleen gerelateerd aan Ri/Ro. Definieer een variabele X=Ri/Ro. Het is gemakkelijk om te weten dat X de verhouding is van de binnen- en buitenstraal van de bolvormige schaal, X∈(0,1). Deze variabele is dimensieloos, hoe groter de X, hoe dunner de bolvormige schaal. Na de toelaatbare spanning T van een bepaald materiaal en de maximaal toelaatbare externe druk p van de bolvormige schaal wordt de maximale waarde van X verkregen waarmee de bolvormige schaal aan de sterkte-eisen voldoet, die wordt geregistreerd als Xi. Op dezelfde manier kan de Young's modulus E, na de Poisson-verhouding μ en de maximaal toegestane externe druk p van de bolvormige schaal, de maximale waarde van X waarmee de bolvormige schaal aan de stabiliteitseisen voldoet, worden verkregen volgens de formule, die wordt geregistreerd als Xs. De co-vibrerende sferische vectorhydrofoon is bestand tegen extern statisch water. De functie van druk p zonder falen, en de drukbestendige bolvormige schaal is vereist om tegelijkertijd te voldoen aan de voorwaarden van geen krachtfalen en stabiliteitsfalen, en de maximale waarde van X die tegelijkertijd aan de vereisten voldoet is X = min X, X (12) Xmax wordt later bepaald. Later kan de minimale gemiddelde dichtheid van de bolvormige schaal verder worden verkregen. Het is gemakkelijk om te weten dat het volume van het bolvormige schaalmateriaal Vc=4π(Ro3-Ri3)/3 is. De massa van de bolvormige schaal mc=ρVc, waarbij ρ de dichtheid van het bolvormige schaalmateriaal is. Het volume water dat door de bolvormige schaal wordt afgevoerd, is Vs=4πRo3/3. Dan is de gemiddelde dichtheid van de bolvormige schaal r ρ is de dichtheid van het materiaal, wat een positieve constante is; de (1-X3) term X∈(0,1) is altijd een positieve waarde en neemt monotoon af. De minimale gemiddelde dichtheid van de bolvormige schaal die aan de drukeisen voldoet. Om het optimale ontwerp van de drukbestendige bolvormige schaal van de co-vibratievectorhydrofoon te verkrijgen, moeten daarom eerst de drukvereisten p en de eigenschappen van het materiaal worden vervangen door de formule om Xmax te berekenen; Door Xmax in de formule te vervangen, kan de minimale gemiddelde dichtheid van de bolvormige schaal worden verkregen die aan de drukvereisten voldoet. Uitgaande van de totale massa van de trillingsopneemsensor, het signaalconditioneringscircuit en andere aanvullende structuren binnen de co-vibratievectorhydrofoon, is de minimumwaarde van de gemiddelde dichtheid van de hydrofoon een bepaalde waarde; in het geval dat het bolvormige schaalmateriaal en de drukweerstandseis p hieronder worden bepaald, is dit ook een definitieve waarde. Voor de vectorhydrofoon bepaalt Ro de bovengrens fmax van de werkfrequentie van de vectorhydrofoon. De bovengrens van de werkfrequentie van de vectorhydrofoon wordt geselecteerd en de buitenstraal Ro van de bolvormige schaal van de vectorhydrofoon wordt bepaald. Vervolgens kan de minimale gemiddelde dichtheid van de hydrofoon worden verkregen, en kan de trillingssnelheidsgevoeligheid van de vectorhydrofoon worden verkregen. Op dezelfde manier kan, als de trillingssnelheidsgevoeligheid van de vectorhydrofoon wordt geselecteerd, de gemiddelde dichtheid van de hydrofoon worden verkregen volgens vergelijking (3), en kan de buitenstraal van de bolvormige schaal van de hydrofoon op dit moment worden verkregen, en kan de vector worden verkregen. De bovengrens van de werkfrequentie van de hydrofoon. Via de bovenstaande stappen kunnen we het meest geschikte materiaal en de theoretisch optimale oplossing van de maatparameters zoals de buitenradius en dikte van de drukbestendige bolvormige schaal vinden. En op basis van de basisgroottegegevens van de drukbestendige bolvormige schaal wordt het volgende gedetailleerde ontwerp uitgevoerd. Nadat het ontwerp is voltooid, wordt de eindige-elementensimulatiesoftware gebruikt om spanningsverdelingsanalyses en knikanalyses uit te voeren van de ontworpen drukbestendige schaal om ervoor te zorgen dat de schaal onder de ontwerpdruk geen sterkte- en stabiliteitsproblemen ondervindt.

 

4 Ontwerpvoorbeeld van een drukbestendige bolvormige schaal van een vectorhydrofoon

Momenteel heeft de werkdiepte van binnenlandse reguliere onderwaterzweefvliegtuigen, profielboeien en andere onbemande onderwaterplatforms het niveau van 2000 meter bereikt. Om een ​​bepaalde veiligheidsmarge te bieden, is de ontwerpdrukweerstandsdiepte van de hydrofoon ingesteld op 3000 m, dat wil zeggen p=30 MPa.

 

4.1 Materiaaloptimalisatie van de schaal

Ten eerste moeten we het beste metalen materiaal selecteren voor de drukbestendige bolvormige schaal van de co-vibratievectorhydrofoon. Tabel 1 geeft een overzicht van de mechanische eigenschappen van verschillende veelgebruikte diepzeetechnische materialen, zoals 304, 316L roestvrij staal, 6061T6, 7075T6 aluminiumlegering, TC4 titaniumlegering en H90 messing. Er kunnen kleine verschillen zijn in de relevante waarden van de materialen). Door de drukvereisten p en de eigenschappen van verschillende materialen in Tabel 1 in de formule te vervangen, kunnen deze technische materialen worden verkregen die voldoen aan de sterkte-eisen van Xi, de stabiliteitsvereisten van Xs, en beide Xmax; vervang de verkregen Xmax in de formule. De minimale gemiddelde dichtheid die kan worden bereikt door een bolvormige schaal gemaakt van elk materiaal dat aan de drukvereisten voldoet, kan worden verkregen. Als een bepaald materiaal voldoet aan de sterkte-eisen Xi is kleiner dan de stabiliteitseisen Xs, dan wordt van het materiaal een bal gemaakt die voldoet aan de sterkte-eisen. Bij een schaal is de stabiliteit overschot; op dezelfde manier, als de Xi van een bepaald materiaal groter is dan Xs, wanneer het materiaal tot een bolvormige schaal wordt gemaakt die aan de stabiliteitseisen voldoet, is de sterkte ervan overschot. Hoe dichter de waarden van Xi en Xs bij elkaar liggen, hoe evenwichtiger de sterkte en stabiliteit van de bolvormige schaal gemaakt van dit materiaal. Van de verschillende materialen getoond in Tabel 2 is Xi van TC4-titaniumlegering groter dan Xs, wat aangeeft dat de sterkte van de bolvormige schaal gemaakt van dit materiaal overtollig is wanneer deze voldoet aan de stabiliteitseisen. Met uitzondering van TC4 zijn de Xi van de overige materialen allemaal kleiner dan Xs, wat aangeeft dat de stabiliteit van de bolvormige schaal gemaakt van deze materialen groter is als wordt voldaan aan de sterkte-eisen. Van de materialen in Tabel 2 liggen Xi en Xs van 7075T6 aluminiumlegering en TC4 titaniumlegering relatief dicht bij elkaar, wat aangeeft dat de sterkte en stabiliteit van de bolvormige schaal gemaakt van deze twee materialen relatief in evenwicht zijn. Uit Tabel 2 blijkt dat onder de premisse van het voldoen aan de drukweerstand van 30 MPa, van de verschillende veelgebruikte technische materialen die in de tabel worden vermeld, de gemiddelde dichtheid van de bolvormige schaal gemaakt van een aluminiumlegering en een TC4-titaniumlegering een dichtheid kan bereiken die dichtbij of lager is dan die van water, wat consistent is met de ontwerpvereisten van de meevibrerende sferische vectorhydrofoon. Onder hen heeft het TC4-titaniumlegeringsmateriaal de grootste Xmax, dat wil zeggen de dunste drukbestendige bolvormige schaal gemaakt van dit materiaal. De drukbestendige bolvormige schaal van 7075T6-materiaal kan de kleinste gemiddelde dichtheid bereiken, waardoor de grootste massamarge overblijft voor andere interne structuren. Bovendien heeft aluminiumlegering grotere voordelen dan TC4 titaniumlegering in termen van materiaalkosten en verwerkingskosten. Daarom is een aluminiumlegering het beste materiaal voor het maken van drukbestendige bolvormige vectorhydrofoonschalen.

 

4.2 Maatontwerp van drukbestendige bolvormige schaal

Het materiaal van de aluminiumlegering is geselecteerd om een ​​bolvormige hydrofoonschaal te maken met een drukweerstand van 30 MPa, en de minimale gemiddelde dichtheid van de bolvormige schaal die aan de drukvereisten voldoet is 0,64 x 103 kg/m3, en X = 0,9177 op dit moment. Als de trillingssnelheidsgevoeligheid van de vectorhydrofoon |v/v0| is toegestaan ​​tot 0,8, dan moet het eigenlijke ontwerp van de bolvormige hydrofoonschaal in twee helften worden ontworpen om de installatie van interne componenten te vergemakkelijken. Er wordt aangenomen dat de twee halfbolvormige schalen van de hydrofoon zijn samengevoegd. De extra massa van de gemeten hydrofoon, de versnellingsmeter, de montagebeugel, het signaalconditioneringscircuit en de waterdichte penetratiekamer die in de daadwerkelijke hydrofoon wordt gebruikt, heeft een massasom van 99,5 g, dus de som van de extra massa me = 149,5 g. De buitenstraal Ro=36,48 mm van de bolvormige schaal van de hydrofoon wordt verkregen. X=Ri/Ro=0,9177, de binnenradius van de bolvormige schaal Ri=33,48 mm, de dikte van de bolvormige schaal=3,00 mm, voor het gemak van berekenen, tekenen en verwerken is de binnenradius van de bolvormige schaal Ri naar beneden afgerond op 33 mm, de buitenradius Ro is 36 mm.

 

4.3 Controle van de weerstandsspanningsprestaties

Na het verkrijgen van de maatgegevens van de drukbestendige bolvormige schaal, om ervoor te zorgen dat deze aan de drukbestendige eisen kan voldoen, worden de drukbestendige prestaties gecontroleerd en worden voornamelijk de twee gevallen van krachtfalen en stabiliteitsfalen in aanmerking genomen.

 

4.3.1 Krachtfalen

Uit Tabel 1 blijkt dat de toegestane spanning van de aluminiumlegering die voor de bolvormige schaal wordt gebruikt 190 MPa is, wat wordt gecombineerd met de parameters voor de bolvormige schaalgrootte om de toegestane sterkte-uitvaldruk van de bolvormige schaal te verkrijgen is 30,4 MPa, wat groter is dan 30 MPa, wat voldoet aan de drukvereisten.

 

4.3.2 Stabiliteitsfalen

De Poisson-verhouding van aluminiumlegering μ = 0,33, de Young-modulus E = 7,2 x 1010 Pa en het stabiliteitssysteem m = 14,52. Door de materiaalgegevens en de bolvormige schaalgrootte in vergelijkingen (8) en (9) te vervangen, wordt de kritische omtrekinstabiliteitsdruk pcr = 611,6 MPa berekend, en de toegestane omtrekinstabiliteitsdruk is 42,1 MPa, wat groter is dan 30 MPa, wat voldoet aan de drukvereisten. Het is duidelijk dat de drukbestendige bolvormige schaal van de vectorhydrofoon de externe hydrostatische druk van 30 MPa kan weerstaan. En de toegestane druk voor omtrekinstabiliteit is groter dan de toegestane druk voor krachtfalen. Als de druk buiten de bolvormige schaal blijft toenemen, zal het sterkte-effect eerst optreden.

 

4.4 Technisch ontwerp van een vectorhydrofoondrukschaal

Na het bepalen van de basisgegevens zoals het materiaal, de buitenradius en de dikte van de drukbestendige bolvormige schaal van de vectorhydrofoon, kan het gedetailleerde ontwerp van de vectorhydrofoonschaal worden uitgevoerd. Dit artikel maakt gebruik van de 3D-modelleringssoftware om het hulpontwerp uit te voeren van de sferische co-vibratievectorhydrofoon met grote diepte. Het dwarsdoorsnedeaanzicht van de vectorhydrofoonstructuur wordt getoond in Figuur 1.