马震宇，王冠合

(1.郑州航空工业管理学院 航空工程系，郑州 450015;2.建新赵氏集团有限公司，浙江 宁波 315609)

水下环境工作的无人航行器(UUV)，其承压舱体结构必须满足耐压性和密封性两项基本要求，同时追求尽量小的结构质量［1］。水下承受外压的舱体结构基本形状有球形、圆筒形和圆锥形。圆球形主要用于深潜器，圆筒形主要用于鱼水雷和UUV 水下承压舱体的中部舱段，而其尾部的后舱体段常采用圆锥形壳体结构［2］。为使结构轻量化，承压舱体大都选用铝合金、钛合金及镁合金材料设计制造，复合材料也有一定的应用并有扩大应用的趋势［3-5］。轻量化的舱体一般采用薄壁壳体加以筋肋增强的结构形式，以便增加其有效载荷容装量，并提高航行器总体技术性能。

采用铸造镁合金材料，设计一种承受外部水压载荷环肋增强的薄壁尾锥壳体。为检查壳体结构参数设计的合理性及后续设计的改进和优化，应用ANSYS WORKBENCH 有限元分析软件，对结构在不同外压作用下的应力和变形分布进行计算，并用SOLIDWORKS 2009 软件计算其固有模态特性。

1 壳体材料和结构

镁合金材料因其密度小、比强度和比刚度高、阻尼减振降噪屏蔽能力强、液态成型性能好、机加性能优越、易于回收再利用等一系列符合21 世纪绿色结构材料的特征，使其特别适合在汽车、摩托车、自行车、轻轨地铁等交通工具和计算机、仪器仪表等以及军工领域中应用。加快武器装备用轻量化镁合金材料及零部件的研发，进一步增强镁合金材料的力学和耐蚀性能，拓展其在军工产品上的工程应用，是高性能镁合金一个重要的应用和研究方向［6］。……