(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210501897.0 (22)申请日 2022.05.10 (71)申请人 中国海洋大学 地址 266100 山东省青岛市崂山区松岭路 238号 (72)发明人 刘继鑫　何波　严天宏　 (51)Int.Cl. G01N 3/12(2006.01) G01N 3/02(2006.01) (54)发明名称 智慧型复合材 料壳体检验装置及方法 (57)摘要 本发明公开一种智慧型复合材料壳体检验 装置及方法， 属于海洋工程领域， 包括壳体、 连接 体、 端盖、 楔环、 密封圈、 丝 杆、 应变片、 水密插头、 压力釜、 压力控制站、 信号采集模块、 笔记本电脑 等； 壳体两端分别安装连接体， 通过楔环固定， 连 接体与壳体间存在两条径向密封； 连接体外侧安 装端盖， 端盖与连接体间存在一条端面密封， 端 盖安装水密插头， 两个端盖通过丝杆串联固定， 与壳体和连接体形成一个整体； 壳内表面以纵横 交错的形式植入应变片， 检测压力釜内壳体的受 压变形， 信号通过水密插头由壳内传到壳外， 通 过笔记本电脑实时监测壳体应力和变形情况。 所 述检验装置构造简单， 便于拆装， 能同时验证壳 体和连接体的强度； 所述检验 方法方便试验在压 力釜内进行， 节省外场试验的时间和费用， 提高 试验效率。 权利要求书1页 说明书4页 附图4页 CN 114813378 A 2022.07.29 CN 114813378 A 1.智慧型复合材料壳体检验装置及方法， 其特征在于： 检验装置由壳体 （1） 、 连接体 （2） 、 端盖 （3） 、 楔环 （4） 、 丝杆 （5） 、 水密插头 （6） 、 压力釜 （7） 、 压力釜端盖 （8） 、 压力泵 （9） 、 压 力控制站 （10） 、 泄压阀 （1 1） 、 信号采集模块 （12） 、 笔记本电脑 （13） 等组成。 2.根据权利要求1所述的智慧型复合材料壳体检验装置及方法， 其特征在于： 所述壳体 （1） 两端各安装一个连接体 （2） ， 通过楔环 （4） 固定在一起， 壳体 （1） 和连接体 （2） 之间有两条 径向密封圈 （14） 。 3.根据权利要求1所述的智慧型复合材料壳体检验装置及方法， 其特征在于： 所述端盖 （3） 安装在连接体 （2） 外侧， 端盖 （3） 和连接体 （2） 通过一条端面密封圈 （15） 密封， 两个端盖 （3） 通过丝杆 （5） 拉紧固定， 与壳体 （1） 和连接体 （2） 组成一个整体， 六根丝杆 （5） 在圆周均匀 分布。 4.根据权利要求1所述的智慧型复合材料壳体检验装置及方法， 其特征在于： 所述壳体 （1） 内表面植入纵向应变片 （17） 和横向应变片 （18） ， 壳体 （1） 和压力釜 （9） 内外均通过水密 插头 （6） 进行数据传输， 在压力釜 （9） 外通过信号采集模块 （12） 采集信号并传输至笔记本电 脑 （13） 。 5.根据权利要求1所述的智慧型复合材料壳体检验装置及方法， 其特征在于： 壳体 （1） 装配密封完成后放入压力釜 （7） 内， 数据线连接后安装压力釜端盖 （8） ， 通过压力控制站 （10） 控制压力泵 （9） 向压力釜 （7） 内注水加压， 通过泄压阀 （1 1） 减压。 6.根据权利要求1所述的智慧型复合材料壳体检验装置及方法， 其特征在于： 所述检验 装置和方法可同时验证壳体 （1） 和连接体 （2） 的强度， 通过压力泵 （9） 和泄压阀 （11） 可以便 捷地调整压力， 模拟壳体 （1） 在海水 里的受压变化。 7.根据权利要求1所述的智慧型复合材料壳体检验装置及方法， 其特征在于： 通过信号 采集模块 （12） 和笔记本电脑 （13） 可以实时监测壳体 （1） 的应力和变形， 检验方法可靠性高。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114813378 A 2智慧型复合材料壳体检验装 置及方法 技术领域 [0001]本发明涉及海洋工程和水下机器人领域， 特别是涉及一种智慧型复合材料壳体检 验装置及方法， 适用于水 下机器人耐压壳体的强度检验。 背景技术 [0002]壳体是水下潜航器的重要组成部分， 是浮力的主要来源， 为电控设备提供搭载空 间， 其强度和可靠性直接影响潜航器安全性。 利用高强度低密度的复合材料制备壳体可以 减轻潜航器的自重。 潜航器的下潜和上浮伴 随着压力的变化， 长期的水下工作导致壳体产 生疲劳， 耐压壳体的强度检验是非常 关键的工作。 [0003]授权公告号为CN  104019790  B的发明专利公开了一水下耐压结构长时间累积变 形的测量装置及方法， 待测壳体通过管路与外部的容积变化读数器连通， 通过容积变化间 接测量壳体变形； 申请公布 号为CN 108253922  A的发明专利公开了一种水下滑翔机耐压壳 体压缩变形 的测量装置及其测量方法， 将容水器与壳体连接， 通过体积变化量推导压缩变 形量。 上述两种装置及方法均采用了间接测量方式， 不能实时监测壳体 应变及变形。 发明内容 [0004]为了弥补上述背景技术中的间接测量和实时性差等缺点， 也为了实现同时对壳体 和连接体进行强度检验， 本发明采用壳体与连接体集成的方案， 设计了一种智慧型复合材 料壳体检验装置及方法， 对自主水下潜航器的复合材料壳体进行了强度检验， 有效地解决 了直接测试和实时监测问题。 [0005]为了实现上述目标， 本发明所采用的技术方案包括： 一种智 慧型复合材料壳体检 验装置及方法， 由壳体、 连接体、 端盖、 楔环、 丝杆、 水密插头、 压力釜、 压力釜端盖、 压力泵、 压力控制站、 泄压阀、 信号采集模块、 笔记本电脑等组成， 为方便介绍本发明按功能将其划 分为被测对象和 测试装置 两部分。 [0006]所述智慧型复合材料壳体检验装置及方法， 被测对象由壳体、 连接体、 端盖、 楔环、 丝杆、 密封圈、 应变片和水密插头组成， 壳体两端分别安装连接体， 连接体与壳体间通过楔 环安装， 连接体外侧安装端盖， 两个端盖通过丝杆拉紧安装， 壳体、 连接体、 端盖组成一个整 体进行测试。 [0007]进一步的， 所述壳体 由碳纤维复合材料筒体和金属接 口组合而成， 金属接 口用于 和连接体配合安装， 楔环分为左右两部 分， 两部分配合使用， 通过挤压作用将壳体和连接体 固定在一 起， 壳体和连接体间设置 两条径向密封 。 [0008]进一步的， 所述连接体外端安装端盖， 端盖和连接体间设置一条端面密封， 两个端 盖通过丝杆拉紧固定， 丝杆两端 各有一段外螺纹， 端盖上设计通孔， 丝杆外螺纹穿过端盖通 孔， 利用螺母预紧安装， 端盖通 孔均匀分布。 [0009]进一步的， 所述应变片植入壳体内部， 在壳体内纵横交错分布， 便于检测壳体的径 向和轴向变形， 检测信号通过水密插头由壳内传输到壳外， 端盖上设计水密插头安装孔， 水说　明　书 1/4 页 3 CN 114813378 A 3