CN1866405A - 耐液压、耐腐蚀、轻质复合圆柱形薄壁壳体及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种耐液压、耐腐蚀、轻质复合圆柱形薄壁壳体及其制作方法。该壳体是在硬质铝合金圆筒上外覆纤维增强热固性树脂构成；其中内层的硬质铝合金圆筒是经由铸造制成，通过机械加工达到设计尺寸；纤维增强热固性树脂外层是由碳纤维或玻璃纤维加环氧树脂，聚酰亚胺树脂，酚醛树脂或聚氨酯树脂制成，通过多层缠绕，经固化达到设计尺寸；上述内外层的复合结构，在固化时产生层间预应力，可增强复合圆柱形薄壁壳体的整体刚性，提高其耐液压能力；它的耐腐蚀能力可以通过改变所选用的树脂种类和配方加以调节；其刚性和质量可以通过分别或同时改变其硬质铝合金内层和纤维增强热固性树脂外层的厚度加以调节；这样的复合圆柱形薄壁壳体可作为传感器或探测器的载体，用于高液压、有腐蚀的环境。

Description

耐液压、耐腐蚀、轻质复合圆柱形薄壁壳体及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种应用在深海石油勘探、光缆铺设、液压***、化工等领域的耐液压、耐腐蚀、轻质复合圆柱形薄壁壳体，特别是涉及一种在硬质铝合金圆筒上外覆纤维增强热固性树脂构成的轻质复合圆柱形薄壁壳体及其制造方法。本发明是对现行使用金属材料或纤维增强工程塑料制造的耐液压圆柱形薄壁壳体的改进。

背景技术

在高液压下使用的传感器或探测器的薄壁壳体必须耐高液压、耐腐蚀。另外，这些壳体还必须质轻，以提供足够的浮力，使壳体能够在其内部搭载尽可能多的传感部件或探测部件。

采用不锈钢、钛合金或防锈铝作为这类耐压薄壁壳体的材料时，壳体具有耐液压性能好的优点，但是他们质量大、不耐腐蚀。由于不锈钢比重为7.8g/cm³，所以不适宜作传感器或探测器的小体积耐压薄壁壳体。钛合金成本及加工难度都很高，同时密度是4.8g/cm³，也不适宜作传感器或探测器的小体积耐压薄壁壳体。目前国内这类薄壁壳体材料采用较多的是防锈铝，但铝是一种活泼金属，不能承受腐蚀性液体长时间的浸泡，同时合金铝的比重也大于2.7g/cm³。

防锈铝作为耐压薄壁壳体材料时的耐液压性能，即导致壳体屈曲失稳的静液压，称作临界压力Pcr。设要求探测器用圆柱壳体承载6MPa的静液压，防锈铝的弹性模量E＝70GPa；剪切模量G＝26.5GPa；泊松比γ＝0.3， $0.55\sqrt{D/t}<l/D\&le;2.1\sqrt{D/t}$ 时封闭圆柱壳体的临界压力Pcr可由下列公式计算：

$P_{\mathrm{cr}}=\frac{2E(t/D)}{3+{\mathrm{\&lambda;}}^2/2}\left\{\frac{{(t/D)}^2}{3(1-{\mathrm{\&gamma;}}^2)}\right[{(4+{\mathrm{\&lambda;}}^2)}^2-7]+\frac{{\mathrm{\&lambda;}}^4}{{(4+{\mathrm{\&lambda;}}^2)}^2}\}$

这里，D为圆柱壳体的内径；t为圆柱壳体的壁厚；1为圆柱壳体的长度；当壁厚t＝2mm时，圆柱壳体的临界压力Pcr＝2.1MPa；当壁厚t＝2.5mm时，临界压力Pcr＝3.5MPa；当壁厚t＝3mm时，临界压力Pcr＝5.5MPa；当壁厚t＝3.5mm时，临界压力Pcr＝10.5MPa。一般情况下，复合材料的安全系数取1.5。在圆柱壳体设计壁厚3.5mm时，防锈铝制造的封闭圆柱形薄壁壳体稳定，无屈曲失稳。

纤维增强树脂复合材料具有质轻、耐腐蚀的特性，但不耐液压。碳纤维增强热固性树脂曾作为一种替代防锈铝的解决方案。碳纤维增强热固性树脂质轻，抗腐蚀性能强并具有很高的拉伸强度和拉伸模量，但是碳纤维增强热固性树脂的剪切模量低，在高液压下会屈曲失稳。

屈曲失稳可以通过ANSYS有限元分析预测。首先，设碳纤维增强聚双马来酰亚胺单向层板的机械性能如表1所示：

表1a  碳纤维增强聚双马来酰亚胺单向层板的机械性能

拉伸强度[MPa]	拉伸模量[GPa]	压缩强度[MPa]	压缩模量[GPa]	纵横剪切强度[MPa]	纵横剪切模量[GPa]
						2630	172	1480	169	109	3.9

表1b  碳纤维增强聚双马来酰亚胺单向层板的机械性能

纵向拉伸强度[MPa]	纵向拉伸模量[GPa]	纵向压缩强度[MPa]	纵向压缩模量[GPa]	泊松比	密度[g/cm3]
						62	7.0	213	8.1	0.33	1.52

请参阅图1所示，运用ANSYS有限元分析程序，得到碳纤维增强聚双马来酰亚胺制圆柱形薄壁壳体的有限元分析模型。此模型为一个一端封闭、壁厚为3.5mm的圆筒。在ANSYS有限元分析程序中，选用非线性复合材料单元She1191，输入表1中所列出的性能参数，进行加载分析。取碳纤维的方向与圆筒轴线方向成+45度或者-45度角。碳纤维在每个方向上，共缠绕7层；每隔两层，换一次碳纤维缠绕方向。

然后，选取ANSYS有限元分析程序的载荷选项，开始有限元求解。在圆筒模型的外表面和模型封闭端的外表面，加载初始均布压力1MPa。为了使圆筒模型的筒壁在达到临界载荷时发生屈服，又在圆筒模型外表面长度方向的对称面上找一个节点。在此节点上，沿径向施加一个200N的压力作为干扰力，提取这个节点在径向上产生的位移变化值，并提取圆筒模型开口端某一节点的反力。

请参阅图2所示，这样可以得到径向位移与载荷的关系。以被提取的反力为X坐标轴、以被提取的径向位移为Y坐标轴。由于反力X和径向位移Y是负值，所以反力和径向位移数值增加的方向与坐标轴的方向相反。图2显示，当载荷因子逐渐增加到5.4MPa时，节点的径向位移突然改变，整个圆柱壳体屈曲失稳。碳纤维增强聚双马来酰亚胺制造的圆柱壳体不能承受6MPa液压。

因此，需要研制一种低密度、耐液压(高刚度)和耐腐蚀的复合圆柱形薄壁壳体，使其更具有实用性。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有的探测器用圆柱壳体存在的缺陷，提供一种新的耐液压、耐腐蚀、轻质复合圆柱形薄壁壳体，所要解决的技术问题是使其同时具有低比重，耐腐蚀和耐高液压的特性，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。

本发明的另一目的在于，提供一种制造耐液压、耐腐蚀、轻质复合圆柱形薄壁壳体的方法，所要解决的技术问题是使其通过实施本发明的工艺步骤，完成该产品的制作，并保证该产品的质量，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本发明提出的一种耐液压、耐腐蚀、轻质复合圆柱形薄壁壳体，其包括硬质铝合金圆筒以及在其外表面上外覆的纤维增强热固性树脂外层。

本发明的目的及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的耐液压、耐腐蚀、轻质复合圆柱形薄壁壳体，其中所述的内层的硬质铝合金圆筒是由铝镁合金或铝硅碳合金所构成。

前述的耐液压、耐腐蚀、轻质复合圆柱形薄壁壳体，其中所述的内层的硬质铝合金圆筒是铸造件，并且其经过表面处理的外表面具有均匀细密的凹陷和凸起。

前述的耐液压、耐腐蚀、轻质复合圆柱形薄壁壳体，其中所述的纤维增强热固性树脂外层采用的纤维是碳纤维或玻璃纤维；采用的热固性树脂是环氧树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂或聚氨酯树脂；该纤维增强热固性树脂外层是经过多层缠绕，固化后达到设计尺寸。

前述的耐液压、耐腐蚀、轻质复合圆柱形薄壁壳体，其中所述的纤维增强热固性树脂外层，根据其采用的纤维和树脂的不同种类，又可以分别设置为一层、二层、或者设置为三层；其中与硬质铝合金圆筒相连接的一层是粘接过渡层，由碳纤维或玻璃纤维之中的一种纤维与上述四种树脂之中的一种树脂所构成；在上述复合圆柱形薄壁壳体最外层的是防腐层，由碳纤维或玻璃纤维之中的一种纤维与上述四种树脂之中的一种树脂所构成；夹设在粘接过渡层与防腐层之间的是加强该复合圆柱形薄壁壳体刚性的中间层。

前述的耐液压、耐腐蚀、轻质复合圆柱形薄壁壳体，其中所述的中间层，根据其采用的纤维和树脂的不同种类和配方，可以设置为一层或一层以上层数；多层数的中间层可以采用纤维种类、缠绕方向和树脂组成的渐变，调节层内的应力分布，改善层间粘接强度，增强该复合圆柱形薄壁壳体的刚性。

前述的耐液压、耐腐蚀、轻质复合圆柱形薄壁壳体，其中所述的纤维增强热固性树脂外层，可以改变其所选用的树脂种类和配方调节该纤维增强热固性树脂外层的耐腐蚀能力。

前述的耐液压、耐腐蚀、轻质复合圆柱形薄壁壳体，可以通过分别或同时改变其硬质铝合金圆筒内层和纤维增强热固性树脂外层的厚度，调节复合圆柱形薄壁壳体的刚性和质量。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现的。依据本发明提出的一种制造耐液压、耐腐蚀、轻质复合圆柱形薄壁壳体的方法，其包括以下工艺步骤：

采用铸造方法制造该复合圆柱形薄壁壳体的硬质铝合金圆筒，并通过机械加工达到设计尺寸；

采用物理或化学的方法处理上述硬质铝合金圆筒的外表面，使其具有均匀细密的凹陷和凸起，利于与树脂的粘接；

由驱动电机带动硬质铝合金圆筒旋转，拖动多根纤维丝从纤维纱筒中抽出；

多根纤维丝经树脂浴槽浸渍熔融的热固性树脂并被合并为一股纤维束后，缠绕到硬质铝合金圆筒的外表面上，形成纤维增强热固性树脂外层。

本发明的目的及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的制造耐液压、耐腐蚀、轻质复合圆柱形薄壁壳体的方法，其中所述的纤维束缠绕的方向与硬质铝合金圆筒的轴线方向成+30至+60度角或者-30至-60度角，每缠绕一层或一层以上层数更换一次纤维缠绕方向，反复循环，直至设计厚度。

前述的制造耐液压、耐腐蚀、轻质复合圆柱形薄壁壳体的方法，其中所述的纤维增强热固性树脂外层的固化是通过对壳体的加热完成。

前述的制造耐液压、耐腐蚀、轻质复合圆柱形薄壁壳体的方法，其中所述的纤维束的缠绕方向是通过树脂浴槽在滑轨上往复滑动进行控制的。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，为了达到前述发明目的，本发明的主要技术内容如下：

本发明是关于一种耐液压、耐腐蚀、轻质复合圆柱形薄壁壳体，以及该复合圆柱形薄壁壳体的制作方法。这种复合圆柱形薄壁壳体是在硬质铝合金圆筒上外覆纤维增强热固性树脂构成，主要应用在深海石油勘探、光缆铺设、液压***、化工等领域；其中，硬质铝合金圆筒是经由铸造制成，通过机械加工达到设计尺寸；纤维增强热固性树脂外层是由碳纤维或玻璃纤维加环氧树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂或聚氨酯树脂制成，通过多层缠绕，经固化达到设计尺寸；复合圆柱形薄壁壳体的耐腐蚀能力可以通过改变所选用的树脂种类和配方加以调节；其刚性和质量可以通过分别或同时改***质铝合金圆筒内层和纤维增强热固性树脂外层的厚度加以调节。这样的复合圆柱形薄壁壳体可作为传感器或探测器的载体，用于高液压、有腐蚀的环境。

借由上述技术方案，本发明耐液压、耐腐蚀、轻质复合圆柱形薄壁壳体至少具有下列优点：

1，本发明的硬质铝合金圆筒是经铸造而成，无焊缝、无内应力；管材壁厚均匀，圆度好，保证圆筒在受压时筒的内应力均匀。

2，本发明的复合圆柱形薄壁壳体可以采用纤维种类、缠绕方向和树脂组成的渐变，调节层内的应力分布，改善层间粘接强度，增强该复合圆柱形薄壁壳体的刚性，增强其耐腐蚀能力，适用于不同的应用环境。

3，本发明的由硬质铝合金圆筒内层和纤维增强热固性树脂外层所构成的复合结构，在固化时产生层间预应力，可增强复合圆柱形薄壁壳体的整体刚性，提高薄壁壳体的耐液压能力。

4，本发明的复合圆柱形薄壁壳体的刚性和质量，还可以通过分别或同时改变其硬质铝合金圆筒内层和纤维增强热固性树脂外层的厚度加以调节，以适用于不同的应用环境。

5，本发明的圆柱形薄壁壳体同时具有低比重，耐腐蚀和耐高液压的特性，使其更具有实用性，且具有产业价值。

综上所述，本发明特殊结构的耐液压、耐腐蚀、轻质复合圆柱形薄壁壳体，其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品中未见有类似的结构设计公开发表或使用而确属创新，其不论在结构上或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的探测器用圆柱壳体具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

图1是ANASYS有限元模型。

图2是碳纤维增强聚双马来酰亚胺树脂制造的圆柱壳体的变形与载荷间的关系。

图3是本发明耐压、耐腐蚀、轻质复合圆柱形薄壁壳体的外形示意图。

图4是本发明复合圆柱形薄壁壳体的纤维增强热固性树脂外层的制造方法和缠绕设备的示意图。

图5是本发明耐压、耐腐蚀、轻质复合圆柱形壳体的结构示意图。

图6是本发明的实施例铺设海底光缆构件的示意图。

图7是本发明应用在化工高压反应釜的另一实施例的示意图。

1：硬质铝合金圆筒

2：纤维增强热固性树脂外层

201：粘接过渡层                        202：防腐层

203：中间层

3：纤维纱筒                            4：纤维丝

5：树脂浴槽                            6：硬质铝合金圆筒

7：滑轨                                8：电机

9：纤维束

11：密封环                             12：连接件

13：海底光缆                           14：安装紧固件

15：传感器                             16：海底光缆

17：管道                               18：密封连接件

19：高压反应釜                         20：探测板

21：密封件                             22：复合圆柱形薄壁壳体

23：传感器

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的耐液压、耐腐蚀、轻质复合圆柱形薄壁壳体其具体实施方式、结构、特征和功效，以及该复合圆柱形薄壁壳体的制造方法，详细说明如后。

请参阅图3、图4所示，本发明耐液压、耐腐蚀、轻质复合圆柱形薄壁壳体，提供了一个复合圆柱形薄壁壳体的设计和制作方案，使圆柱形薄壁壳体同时具有低比重，耐腐蚀和耐高液压的特性。

本发明采用硬质铝合金/纤维增强热固性树脂制作耐液压、耐腐蚀、轻质复合圆柱形薄壁壳体，这样的壳体是通过在硬质铝合金圆筒1外覆纤维增强热固性树脂外层2制成。复合圆柱形薄壁壳体可以采用纤维种类、缠绕方向和树脂组成的渐变，调节层内的应力分布，改善层间粘接强度，增强该复合圆柱形薄壁壳体的刚性，增强其耐腐蚀能力；复合圆柱形薄壁壳体的刚性和质量还可以通过分别或同时改变其硬质铝合金圆筒1和纤维增强热固性树脂外层2的厚度加以调节。

请参阅图5所示，硬质铝合金圆筒1作为复合圆柱形薄壁壳体的内层为复合圆柱形薄壁壳体提供支撑，以保证整个壳体的刚度；该硬质铝合金圆筒1经铸造而成，并通过机械加工达到设计尺寸；这样的工艺使该圆筒无焊缝、无内应力，同时这样的工艺也使管材壁厚均匀，圆度好，保证圆筒在受压时筒的内应力均匀；另外采用物理或化学的方法处理上述硬质铝合金圆筒的外表面，使其具有均匀细密的凹陷和凸起，利于与树脂的粘接。

纤维增强热固性树脂2作为复合圆柱形薄壁壳体的外层，赋予复合圆柱形薄壁壳体抗腐蚀能力，同时也降低了整个复合圆柱形薄壁壳体的质量。这里，增强纤维可采用碳纤维或玻璃纤维；热固性树脂可采用环氧树脂、聚酰胺树脂、酚醛树脂或聚氨酯树脂。该纤维增强热固性树脂外层是经过多层缠绕，固化后达到设计尺寸。

上述的纤维增强热固性树脂外层，根据其采用的纤维和树脂的不同种类，又可以分别设置为一层、二层、或者设置为三层；其中与硬质铝合金圆筒相连接的一层是粘接过渡层201，由碳纤维或玻璃纤维之中的一种纤维与上述四种树脂之中的一种树脂所构成；在上述复合圆柱形薄壁壳体最外层的是防腐层202，由碳纤维或玻璃纤维之中的一种纤维与上述四种树脂之中的一种树脂所构成；夹设在粘接过渡层与防腐层之间的是加强该复合圆柱形薄壁壳体刚性的中间层203。

上述的中间层203，根据其采用的纤维和树脂的不同种类和配方，可以设置为一层或一层以上层数；多层数的中间层203可以采用纤维种类、缠绕方向和树脂组成的渐变，调节层内的应力分布，改善层间粘接强度，增强该复合圆柱形薄壁壳体的刚性，增强其耐腐蚀能力；

纤维增强热固性树脂外层2的制造工艺是将浸涂树脂后的纤维缠绕在硬质铝合金圆筒1的外表面上，经固化，达到设计厚度。这里，纤维缠绕方向与圆筒轴线方向成+30至+60度角或者-30至-60度角，每隔一层或一层以上层数，更换一次纤维缠绕方向。当树脂固化后，形成覆盖整个硬质铝合金圆筒外表面的纤维增强树脂外层；该纤维增强热固性树脂2的固化是通过对壳体的加热完成。

本发明的有益效果是：由于采用了硬质铝合金圆筒外覆纤维增强热固性树脂的复合结构，其在固化时产生层间预应力，可增强复合圆柱形薄壁壳体的整体刚性，提高薄壁壳体的耐液压能力；使得本发明的复合圆柱形薄壁壳体同时具有耐高液压、轻质和耐腐蚀的特性。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明如下：

如图3所示，采用硬质铝合金圆筒1外覆纤维增强热固性树脂外层2的复合结构设计，制造复合圆柱形薄壁壳体。设计目标为：复合圆柱形薄壁壳体长L＝450mm；外径D＝110mm；壁厚t＝3.5mm；工作载荷P＝6MPa，平均密度小于2.4g/cm³、耐腐蚀。

在本实施例中，硬质铝合金圆筒1由铝镁合金铸造而成，并经过机械加工达到内径103mm，壁厚1.5-2mm。纤维增强热固性树脂外层2采用碳纤维增强聚双马来酰亚胺树脂制成。

树脂的固化通过对壳体的加热完成。铝镁合金内层1加碳纤维增强聚双马来酰亚胺树脂外层2的总厚度为3.5mm。

当复合圆柱形薄壁壳体的总厚度保持在3.5mm、铝镁合金层1的厚度在大于1.5mm、静液压6MPa的环境下，复合圆柱形薄壁壳体不会屈曲失稳。ANSYS有限元计算结果显示，当铝镁合金层1厚度为1.5mm，碳纤维增强聚双马来酰亚胺层2厚度为2mm时，复合圆柱形薄壁壳体的临界压力Pcr＝8MPa，复合圆柱形薄壁壳体的平均比重为2.02g/cm³；当铝镁合金层1厚度为2mm，碳纤维增强聚双马来酰亚胺层2厚度为1.5mm时，复合圆柱形薄壁壳体的临界压力Pcr＝8.5MPa，复合圆柱形薄壁壳体的平均比重为2.20g/cm³；当铝镁合金层1厚度为2.5mm，碳纤维增强聚双马来酰亚胺层2厚度为1mm时，复合圆柱形薄壁壳体的临界压力Pcr＝9MPa，复合圆柱形薄壁壳体的平均比重为2.36g/cm³。

如图4所示，显示了用于制造碳纤维增强聚双马来酰亚胺树脂外层的工艺过程及缠绕设备，其主要包括：纤维纱筒3、纤维丝4、树脂浴槽5、硬质铝合金圆筒6、滑轨7、电机8和纤维束9。

在电机8带动硬质铝合金圆筒6旋转时，多根纤维丝4被旋转的硬质铝合金圆筒6从纤维纱筒3中抽出；经树脂浴槽5浸渍聚双马来酰亚胺树脂并被合并为一股纤维束9后，缠绕到硬质铝合金圆筒6的外表面上。树脂浴槽5在滑轨7上往复滑动，控制纤维束9的缠绕方向。纤维束9在45度角的方向缠绕2层，再转换至45度角缠绕2层，反复循环，直至设计厚度。

请参阅图6所示，是本发明的实施例铺设海底光缆构件的示意图。其中传感器15安装紧固在复合圆柱形薄壁壳体的内层硬质铝合金圆筒1的内表面上；海底光缆13的一端与传感器15的一端相连接，传感器15的另一端与海底光缆16相连接；复合圆柱形薄壁壳体的两端分别通过密封环11、连接件12与海底光缆13、16相连接，并保证密封要求。本发明耐液压、耐腐蚀、轻质复合圆柱形薄壁壳体作为传感器或探测器的载体，用于高液压、有腐蚀的海底环境，应用本发明的铺设海底光缆构件达到了工程的相关技术要求，保证了铺设海底光缆的安全可靠，从而更加适于实用，具有产业的广泛利用价值。

请参阅图7所示，是本发明应用在化工领域高压反应釜的另一实施例的示意图。其中传感器23安装紧固在复合圆柱形薄壁壳体22端部的探测板20的内表面上；复合圆柱形薄壁壳体22安装固定在高压反应釜19内部，其另一端伸出在高压反应釜19的外部，并通过密封连接件18与外部的管道17相连接；本发明耐液压、耐腐蚀、轻质复合圆柱形薄壁壳体作为传感器或探测器的载体，用于高液压、有腐蚀的高压反应釜内，达到了工程的相关技术要求，从而更加适于实用，具有产业的广泛利用价值。

虽然本发明已经上述较佳实施例揭示，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，应当可以作各种更动与修改。因此本发明的保护范围应当视所附的申请专利范围所界定者为准。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上的实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (12)

1、一种耐液压、耐腐蚀、轻质复合圆柱形薄壁壳体，其特征在于：该复合圆柱形薄壁壳体包括硬质铝合金圆筒以及在其外表面上外覆的纤维增强热固性树脂外层。

2、根据权利要求1所述的耐液压、耐腐蚀、轻质复合圆柱形薄壁壳体，其特征在于其中所述的内层的硬质铝合金圆筒是由铝镁合金或铝硅碳合金所构成。

3、根据权利要求2所述的耐液压、耐腐蚀、轻质复合圆柱形薄壁壳体，其特征在于其中所述的内层的硬质铝合金圆筒是铸造件，并且其经过表面处理的外表面具有均匀细密的凹陷和凸起。

4、根据权利要求1所述的耐液压、耐腐蚀、轻质复合圆柱形薄壁壳体，其特征在于其中所述的纤维增强热固性树脂外层采用的纤维是碳纤维或玻璃纤维；采用的热固性树脂是环氧树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂或聚氨酯树脂；该纤维增强热固性树脂外层是经过多层缠绕，固化后达到设计尺寸。

5、根据权利要求4所述的耐液压、耐腐蚀、轻质复合圆柱形薄壁壳体，其特征在于其中所述的纤维增强热固性树脂外层，根据其采用的纤维和树脂的不同种类，又可以分别设置为一层、二层、或者设置为三层；其中与硬质铝合金圆筒相连接的一层是粘接过渡层，由碳纤维或玻璃纤维之中的一种纤维与上述四种树脂之中的一种树脂所构成；在上述复合圆柱形薄壁壳体最外层的是防腐层，由碳纤维或玻璃纤维之中的一种纤维与上述四种树脂之中的一种树脂所构成；夹设在粘接过渡层与防腐层之间的是加强该复合圆柱形薄壁壳体刚性的中间层。

6、根据权利要求5所述的耐液压、耐腐蚀、轻质复合圆柱形薄壁壳体，其特征在于其中所述的中间层，根据其采用的纤维和树脂的不同种类和配方，可以设置为一层或一层以上层数；多层数的中间层可以采用纤维种类、缠绕方向和树脂组成的渐变，调节层内的应力分布，改善层间粘接强度，增强该复合圆柱形薄壁壳体的刚性。

7、根据权利要求5所述的耐液压、耐腐蚀、轻质复合圆柱形薄壁壳体，其特征在于其中所述的纤维增强热固性树脂外层，可以改变其所选用的树脂种类和配方调节该纤维增强热固性树脂外层的耐腐蚀能力。

8、根据权利要求1所述的耐液压、耐腐蚀、轻质复合圆柱形薄壁壳体，其特征在于：可以通过分别或同时改变其硬质铝合金圆筒内层和纤维增强热固性树脂外层的厚度，调节复合圆柱形薄壁壳体的刚性和质量。

9、一种制造耐液压、耐腐蚀、轻质复合圆柱形薄壁壳体的方法，其特征在于其包括以下工艺步骤：

采用铸造方法制造该复合圆柱形薄壁壳体的硬质铝合金圆筒，并通过机械加工达到设计尺寸；

采用物理或化学的方法处理上述硬质铝合金圆筒的外表面，使其具有均匀细密的凹陷和凸起，利于与树脂的粘接；

由驱动电机带动硬质铝合金圆筒旋转，拖动多根纤维丝从纤维纱筒中抽出；

多根纤维丝经树脂浴槽浸渍熔融的热固性树脂并被合并为一股纤维束后，缠绕到硬质铝合金圆筒的外表面上，形成纤维增强热固性树脂外层。

10、根据权利要求9所述的制造耐液压、耐腐蚀、轻质复合圆柱形薄壁壳体的方法，其特征在于其中所述的纤维束缠绕的方向与硬质铝合金圆筒的轴线方向成+30至+60度角或者-30至-60度角，每缠绕一层或一层以上层数更换一次纤维缠绕方向，反复循环，直至设计厚度。

11、根据权利要求4所述的制造耐液压、耐腐蚀、轻质复合圆柱形薄壁壳体的方法，其特征在于其中所述的纤维增强热固性树脂外层的固化是通过对壳体的加热完成。

12、根据权利要求10所述的制造耐液压、耐腐蚀、轻质复合圆柱形薄壁壳体的方法，其特征在于其中所述的纤维束的缠绕方向是通过树脂浴槽在滑轨上往复滑动进行控制的。

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