Mae geometreg, deunyddiau ffibr, a deunyddiau cotio llongau pwysedd uchel cyfansawdd yn effeithio'n uniongyrchol ar berfformiad cynnyrch; felly, dylai gwerthuso fod yn seiliedig ar feini prawf cynhwysfawr.
Sfferig. Ar gyfer llongau pwysedd uchel holl-metel, y strwythur sfferig sydd orau. O safbwynt cryfder, mae cragen sfferig yn isotropig, eiddo sy'n cyd-fynd yn dda ag isotropi cynhenid deunyddiau metel. O'i gymharu â siapiau eraill, mae gan lestr sfferig arwynebedd arwyneb llai ar gyfer cyfaint penodol, gan arwain at lestr ysgafnach.
Ymhellach, mae cynhwysedd llwyth sffêr yn ddwbl gallu silindr; o ganlyniad, mae'r rhan fwyaf o longau gwasgedd uchel holl-metel yn defnyddio dyluniad sfferig i gyflawni'r metrigau perfformiad cyffredinol gorau.
Fodd bynnag, ar gyfer llongau gwasgedd uchel cyfansawdd, mae gosodiad isotropig yn brif ystyriaeth. Mae dirwyn ffilament o lestri sfferig wedi'i gyfyngu i "gylchoedd gwych" - sy'n golygu bod yn rhaid i'r ffilament gael ei ddirwyn ar hyd cylchedd y diamedr uchaf i atal llithriad. Mae'r ongl rhwng y ffibrau a'r meridiaid yn amrywio ar draws gwahanol lledredau: mae'n lleiaf yn y cyhydedd ac yn cyrraedd 90 gradd yn yr agoriad pegynol, lle mae'r ffibr yn tangiad i ymyl yr agoriad. Oherwydd bod cydrannau meridional a chylchferol y grym troellog yn wahanol ar draws llwybrau troellog, ni all y llong - er gwaethaf ei siâp sfferig (sy'n awgrymu llwytho unffurf i bob cyfeiriad) - fodloni gofynion pwysau unffurf yn effeithiol oherwydd anisotropi y ffibrau clwyf. Er y gall defnyddio dirwyniadau cylchol lluosog gydag agoriadau pegynol mwy wella'r cyflwr straen, mae cyflawni dyluniad cryfder cyfartal yn parhau i fod yn anodd.
Mae bodloni gofynion cryfder cyfartal yn gofyn am osod isotropig, ac eto mae'r prosesau dirwyn i ben a'r offer sydd eu hangen i gyflawni hyn yn gymhleth. O dan yr amodau presennol, mae siâp silindrog gyda phennau cromennog yn fwy ymarferol. Mae datblygiadau sylweddol wedi'u gwneud mewn technoleg lapio isotropig ar gyfer llongau pwysedd uchel sfferig, a chynhaliwyd ymchwil arbenigol ar batrymau troellog ac offer ar gyfer y strwythurau hyn. O safbwynt datblygiad hirdymor, fodd bynnag, efallai na fydd y llong cyfansawdd sfferig yn siâp dewis ar gyfer ceisiadau yn y dyfodol.
Silindraidd. Mae llongau cyfansawdd pwysedd uchel silindrog yn cynnwys corff silindrog a dau gau pen (pen). Mae'r pennau fel arfer yn defnyddio dyluniadau fel weindio geodesig isotensoid, dirwyn isotensoid, neu siapiau ellipsoidal. Mae'r math hwn o long pwysedd uchel yn cynnwys dyluniad strwythurol rhesymegol ac yn cynnig cyfleustra mewn gweithgynhyrchu, trin a gosod.
Mae dadansoddiad straen o'r geometreg yn datgelu bod y straen cylchedd mewn corff llestr wedi'i symleiddio ddwywaith y straen echelinol. Yn achos llestr holl-metel, mae'r ymyl cryfder echelinol yn sylweddol pan fo'r dyluniad yn bodloni gofynion straen cylchedol. I'r gwrthwyneb, gall llongau gwasgedd uchel cyfansawdd gyflawni dyluniad cryfder cyfartal ar draws trawstoriad-cydbwyso cryfder cylchedd ac echelinol y silindr-trwy batrymau troellog penodol. Mae tensiwn echelinol yn cael ei ysgwyddo gan gydran echelinol ffibrau wedi'u clwyfo'n hydredol, tra bod tensiwn cylchedd yn cael ei ysgwyddo gan y ffibrau cylchyn clwyf a chydran cylchedd y ffibrau hydredol (echelinol). Mae'r meintiau ffibr i'r ddau gyfeiriad yn cael eu cyfrifo yn seiliedig ar gydbwysedd straen biaxial, gan ganiatáu ar gyfer y defnydd gorau posibl o ffibr ac effeithlonrwydd strwythurol uchel. O ganlyniad, y siâp silindrog syml ar hyn o bryd yw'r ffurfweddiad a ddefnyddir fwyaf ar gyfer llongau pwysedd uchel cyfansawdd, yn ddomestig ac yn rhyngwladol.
Mae llongau cyfansawdd lled-sfferig pwysedd uchel - yn y bôn yn fyrrach llongau silindrog gyda chymhareb agwedd o tua 1-yn gwasanaethu fel dewisiadau amgen cost-effeithiol i lestri sfferig holl-metel neu gyfansawdd. Maent yn addas ar gyfer gosodiadau a ddyluniwyd yn wreiddiol ar gyfer llongau sfferig tra'n ysgogi nodweddion cryfder uncyfeiriad deunyddiau ffibr yn effeithiol. Mae'r leinin yn cynnwys pennau ellipsoidal wedi'u ffurfio'n annatod (siâp casgen) ac mae wedi'i atgyfnerthu'n llawn ar y tu allan gyda ffibrau carbon cryfder uchel wedi'u clwyfo mewn patrymau helical a chylch. Mae siâp allanol y llong yn ei gwneud yn addas i'w osod mewn ystod eang o gymwysiadau.
Mae ffibrau parhaus a ddefnyddir yn gyffredin mewn llongau cyfansawdd pwysedd uchel clwyf ffilament yn cynnwys E-wydr, S-gwydr, Kevlar 49, a ffibrau carbon. Oherwydd eu nodweddion perfformiad is, mae ffibrau gwydr yn cael eu defnyddio'n bennaf ar hyn o bryd mewn offer ar y ddaear, tra bod Kevlar 49 yn cael ei ddefnyddio yn y mwyafrif o longau gofod. Mae llongau gofod modern yn defnyddio ffibrau carbon perfformiad uchel yn bennaf. Mae dewis ffibr yn gofyn am werthusiad cynhwysfawr o ffactorau megis cryfder, modwlws elastig, a dwysedd llinellol.