水下机器人（ROV/AUV）的耐压壳体是保障内部电子设备在深海高压环境下正常工作的核心承压部件，其结构设计涉及材料力学、弹塑性稳定性和密封技术等多学科交叉。壳体一旦失效将导致设备进水损毁。
一、圆柱壳体稳定性计算圆柱形耐压壳体在均匀外压下存在两种失效模式：强度失效和失稳失效。对于深水应用，失稳往往是更危险的失效模式。根据经典弹性稳定性理论，圆柱壳体临界失稳压力按Mises公式计算。当壳体径厚比大于15时，失稳临界压力低于材料屈服压力，设计应以稳定性校核为主。有限元特征值屈曲分析和非线性屈曲分析可精确预测失稳载荷，安全系数一般取2-3。
二、端盖法兰设计壳体端盖采用平面法兰或半球形封头结构，平面法兰加工方便但需要更厚的截面。法兰与壳体之间通常采用O型圈密封，法兰螺栓按ASME VIII-1标准进行设计校核。螺栓预紧力需保证密封面在最大工作压力下不分离。采用有限元接触分析优化法兰截面形状，可在保证密封的前提下减小法兰重量。
三、O型圈与组合密封技术O型圈密封是水下耐压壳体最常用的密封形式，材料选用耐海水腐蚀的氟橡胶或丁腈橡胶。O型圈沟槽按ISO 3601标准设计，压缩率控制在15-25%之间。对于4000m以上深海应用，推荐采用金属O型圈加弹性O型圈组合密封，金属O型圈提供主密封，弹性O型圈补偿金属圈的微变形。密封面粗糙度要求Ra不大于0.8μm。
四、材料选择与防腐耐压壳体常用材料包括铝合金（6061-T6/7075-T6）、钛合金（TC4/TA2）和不锈钢（316L）。铝合金密度低、成本适中，适合中浅水域。钛合金具有优异的耐腐蚀性和高比强度，是深海装备的首选材料，但成本较高。所有与海水接触的金属部件需进行阳极氧化或镀层处理，异种金属接触面需采取电化学腐蚀防护措施。
五、压力试验验证壳体制造完成后需进行压力试验验证。试验包括静水压力试验和循环压力试验。静水压力试验压力取设计压力的1.25-1.5倍，保压时间不少于30分钟。循环压力试验按设计压力进行0-100%-0的循环加载，次数不少于100次。试验过程中全程监测应变和位移，记录残余变形量。试验后O型圈需更换。
耐压壳体设计应从稳定性、密封可靠性和重量约束多重目标出发，采用仿真分析与试验验证相结合的方法，确保在目标深度下安全可靠运行。
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