张 震，王永军，蔡新钢，黄进浩，潘广善，秦 天

（中国船舶科学研究中心，江苏无锡214082）

0 引 言

“十三五”期间，我国提出了深海进入、深海探测以及深海开发的海洋发展战略。深海装备的开发是实施这一战略的重要保障。与陆地环境不同的是，在深海作业的设备必须能够承载较大的水压，以确保其不被破坏。因此，耐压结构是深海设备的关键部件，它直接决定了设备整体的安全性和可靠性。

由于其优良的承压性能，球壳常被用作深海设备的耐压结构，如潜艇球面舱壁、潜器载人舱以及深海设备耐压壳等。耐压球壳极限承载力计算是球壳结构设计过程中的重要环节，其计算结果的准确性直接决定了深海设备安全储备大小，较大的计算误差势必导致耐压壳体重量的增加，从而影响深海设备整体性能的发挥。

结构极限承载力即结构所能承载的最大载荷，超过该载荷值后，结构发生破坏，破坏的基本型式包括：较大的局部塑形变形、屈曲和断裂。一些结构的破坏也经常包含以上三种型式的组合。例如，局部塑形变形会伴随屈曲发生，局部屈服会降低结构的稳定性。当前深海耐压壳体多数采用高强钢或钛合金制造，壳体壁厚较小；另一方面，根据耐压壳体的力学特性，其载荷几乎全部由薄膜压缩来承受。以上因素导致其破坏形式多为屈曲。屈曲主要有线性和非线性屈曲。由于制造工艺的影响，几乎所有的球壳均含有一定的缺陷，从而导致多数球壳结构为非线性屈曲。……