将市面上流通生产封头按照各种形式进行区分，会有球体、盘状、球冠型、平顶这些形状。由于它们各自均有不同的多方面体现的特征，因此在不同的场合下，每种封头都能够被较多投入使用[1]。

就其受力状况而言，球形封头的受力情况较好，接下来分别是碟形、锥形，平顶形最差。锥形封头受力虽然不佳，但有利于物料的均匀分布和排料，因此设计时应根据各种因素综合进行考虑，以决定其形式[2]。

外压封头制作对深海电缆的耐压性、通讯性能和传输等性能起着很大的效应。但是，已经有的碟形封头的制造经验不能够在海底环境中较好地结合这些功能并实现优化，让电缆封头的投入发展得到了限制。因此，通过改善封头结构，有望解决上述问题[3]。

施加在压力容器上的压力大部分是由封头承受的。可以说，封头的制造质量大多数时候就已经决定了这个产品是否能够完好的被应用。所以，研究开发压力容器的供应商都把封头的制作好坏当成检查标准来检验所属设备的好坏。随着市场对封头产品需求量的增大，市场上各个公司将会积极的竞争，以争取自己制造的封头能够在市场上占据一席之地。所以每个生产封头的公司都会在制造封头的时候加入自己的特色。就像下面这些公司一样，每个都有自己鲜明的有点：昆山福鼎精密机械工业有限公司在生产过程中运用了封头切割加工制作工艺，南通CIMC在生产过程中运用了大体积封头旋转压制成型技艺，当然还有封头工业的领头羊——宜兴的BEIHAI封头，他们拥有过硬的技术与创新的精神，成为了整个封头行业数一数二的公司[4]。

压力容器有三种成型方法，分别为冲压、旋压以及爆裂成型。冲压成形，就是使用压力机通过冲模下落的巨大重力势能将毛坯冲击成一定形状的方式。这种成型方式打造的零件材质好、且生产速度快，可以大批量生产。旋压成型是利用两个辑轮，一个放在里侧，作为比例模型，另一个在外侧，用来施加压力，两个辑轮相辅相成，共同作用，根据规定的要求将毛坯旋压成各种回转体，即边旋转边加压的一种成型方式。爆裂成形是一种较为高级的成型方式，它利用炸药炸裂后生成的巨大能量，通过水的传播把巨大的力量传到金属毛坯上，使得金属毛坯产生塑性变形，最后在下模制得所需要的形状。

综上所述，为了使海底电缆在水下能够进行长期安全的有效工作，电缆封头的设计就显得极为重要。封头作为一种承受压力的壳，属于主要部件，它的制作对电缆的安适性、信息传输连接以及通讯等功能会有十分大的影响。但是已经广泛被大众认知的封头设计暂时无法满足深海作业所需要求，因此希望能够有更好的设计来达到这一目标，而新型材料的兴起为这样的设计提供了条件，不规则形状的封头设计可以借此平台得到发展。

1.2存在问题及研究意义

压力容器是一种特种设备，各种大型设备上都配备有压力容器。它一般工作在具有一定压力的环境下，且其工作介质往往具有较高的温度和压力，容易被引燃甚至爆炸，而万一发生这些事故将造成无法挽救的局面，涉及到环境的破坏、金钱和性命的损失等等惨重的危害。

常规设计方法只涉及到了材料的弹性承载能力，而极限载荷法则进一步引入了材料的塑性承载能力，并对两种特性同时作为条件进行分析得出有效的结论。这不仅对发挥材料自身的价值带来了很大的帮助，也就是物尽所能，同时它对节能减排、绿色制造也有着十分重大的意义；而在对结构进行安全方面的评价时也省去了用应力分类法进行分析的种种不便，为实际应用中评价各种封头结构的极限承载能力与检验该结构是否安全有效提供了一定的参考。在先前的一些设计制造压力容器的过程中，我们都是通过引入安全系数进行计算使设计更加具有安全保障性，然而，这种过于依赖经验的估算系数会带来许多未知的问题，未知因素太多，难以对一个不确定的小细节进行评价。这样会引起一些问题，首先可能会浪费不必要损失的资源；其次这样做存在的未知条件太多，使得基于这些未知条件设计的封头看起来已经并不那么可靠。