基于網(wǎng)格理論,可根據(jù)工藝參數(shù)預(yù)估殼體的理論水爆壓強(qiáng)。通過(guò)對(duì)復(fù)合殼體點(diǎn)火試驗(yàn)后解剖測(cè)繪,同時(shí)結(jié)合先前水爆試驗(yàn)結(jié)果,反算得出纏繞纖維的實(shí)際發(fā)揮強(qiáng)度,從而對(duì)纖維的強(qiáng)度發(fā)揮系數(shù)進(jìn)行修正,為后續(xù)類(lèi)似復(fù)合殼體纖維纏繞提供一定的指導(dǎo)作用。

本文介紹纖維纏繞復(fù)合材料管件的圖型形成過(guò)程,并研究了影響圖型的參數(shù)及纖維波動(dòng)程度的計(jì)算。研究表明,纏繞圖型主要取決于上一循環(huán)和下一循環(huán)在芯模周向上相隔的等分角數(shù)sp及纖維鋪設(shè)到緊鄰第一次循環(huán)鋪設(shè)的纖維時(shí)所完成的循環(huán)數(shù)nc。nc及纏繞角的變化都會(huì)影響到纖維波動(dòng)程度。

為了更簡(jiǎn)便地計(jì)算出纖維纏繞復(fù)合管道在內(nèi)壓作用下各結(jié)構(gòu)層承受的應(yīng)力,本文主要采用彈性力學(xué)及三維彈性材料各向異性理論,對(duì)纖維纏繞復(fù)合材料管的結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)模型簡(jiǎn)化,推導(dǎo)出簡(jiǎn)便適用的計(jì)算復(fù)合管道的應(yīng)力公式。將本文得出的公式用ansys軟件通過(guò)實(shí)例進(jìn)行驗(yàn)證,結(jié)果表明本文推導(dǎo)的公式與ansys分析結(jié)果符合良好,有一定的實(shí)用價(jià)值。

主要采用彈性力學(xué)及三維彈性材料各向異性理論,時(shí)纖維纏繞復(fù)合材料管的結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)模型簡(jiǎn)化,推導(dǎo)出簡(jiǎn)便適用的計(jì)算復(fù)合管道的應(yīng)力公式。將得出的公式用ansys軟件通過(guò)實(shí)例進(jìn)行驗(yàn)證,結(jié)果表明本文推導(dǎo)的公式與ansys分析結(jié)果符合良好,有一定的實(shí)用價(jià)值。

1氣瓶的基本結(jié)構(gòu)目前車(chē)用壓縮天然氣鋼質(zhì)內(nèi)膽環(huán)向纏繞氣瓶有兩種結(jié)構(gòu),其中常用的一種如圖1所示。氣瓶由三部分組成:內(nèi)膽;復(fù)合材料增強(qiáng)層;外保護(hù)層。圖1內(nèi)膽纏繞氣瓶?jī)?nèi)膽的選取非常重要,由于直接與介質(zhì)相接觸,首要條件就是介質(zhì)對(duì)內(nèi)膽不會(huì)產(chǎn)生腐蝕,同時(shí)還要滿足其它一些要求如:便于加工、耐高溫、耐高壓、要

針對(duì)纖維纏繞/金屬內(nèi)襯復(fù)合材料氣瓶結(jié)構(gòu)復(fù)雜、參數(shù)多及設(shè)計(jì)分析困難等問(wèn)題,提出了一種面向設(shè)計(jì)的纖維纏繞/金屬內(nèi)襯復(fù)合材料氣瓶應(yīng)力分析方法,并通過(guò)一個(gè)碳纖維纏繞/鋁合金內(nèi)襯柱形復(fù)合材料氣瓶的應(yīng)力分析,評(píng)估了分析方法的有效性。

本文介紹了數(shù)控纏繞機(jī)發(fā)展?fàn)顩r和應(yīng)用,闡述了多坐標(biāo)纖維復(fù)合材料數(shù)控纏繞機(jī)的原理,并分別就纏繞機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)、主控制系統(tǒng)和在線監(jiān)控系統(tǒng)和纏繞工藝軟件等進(jìn)行了深入研究。

某復(fù)合材料氣瓶的纏繞工藝

隨著纏繞角的增大,纖維纏繞管件在拉伸時(shí),應(yīng)力應(yīng)變顯示出非線性關(guān)系。本文針對(duì)這一現(xiàn)象,引用hahn和tsai的非線性理論,采用片段線性的近似計(jì)算法計(jì)算纖維纏繞復(fù)合材料管件在軸向拉伸時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系,計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

在自制的多向纖維纏繞設(shè)備上,制作了多個(gè)多向纖維纏繞復(fù)合材料管,并分別對(duì)5個(gè)試件進(jìn)行了徑向壓縮力學(xué)性能的測(cè)試,對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了分析。結(jié)果顯示,未添加軸向增強(qiáng)層(即0°纖維層)的試件剛度最小。

根據(jù)復(fù)合材料強(qiáng)度準(zhǔn)則中應(yīng)用最廣的tsai-wu失效準(zhǔn)則,利用ansys有限元分析軟件,對(duì)纖維纏繞復(fù)合材料管道等徑三通強(qiáng)度進(jìn)行分析.分析結(jié)果表明,復(fù)合材料管道三通在承受內(nèi)壓時(shí),在主管和支管的連接處會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中,纖維的纏繞方向不同三通的強(qiáng)度因子會(huì)各異,纏繞角在50°～60°時(shí)復(fù)合材料管道三通的強(qiáng)度最好,此結(jié)論可以為纖維纏繞復(fù)合材料管道三通的設(shè)計(jì)制造提供一種有效的參考.

為解決復(fù)合纖維纏繞制品三維設(shè)計(jì)仿真、應(yīng)力和變形分析問(wèn)題,以復(fù)雜三維模型構(gòu)造方法為研究對(duì)象,提出基于三維模型數(shù)據(jù)重構(gòu)的程序驅(qū)動(dòng)方法創(chuàng)建三維大型纏繞纖維模型.首先以網(wǎng)格化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)作為三維模型中心線上控制點(diǎn)坐標(biāo)信息的組織形式;然后以圓柱形螺旋方程為基礎(chǔ),結(jié)合幾何圖形變換的方法生成全部控制點(diǎn)坐標(biāo);再根據(jù)用戶輸入的缺陷參數(shù),由纏繞于芯軸上的第1層纖維起逐層向外查找缺陷產(chǎn)生的位置并依次修正控制點(diǎn)的坐標(biāo)參數(shù),生成有缺陷的纖維纏繞模型.該方法將較為復(fù)雜的圓錐螺旋線缺陷計(jì)算問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)三維圓柱螺旋線上點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算和幾何圖形變換問(wèn)題,簡(jiǎn)化了中心線上控制點(diǎn)的定位坐標(biāo)計(jì)算和邏輯關(guān)系判定.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,文中方法可以創(chuàng)建任意長(zhǎng)度纖維纏繞時(shí)具有多個(gè)纏繞缺陷,且單層軸向累計(jì)誤差小于等于1.5倍纖維直徑的復(fù)合纏繞缺陷模型.

纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有比剛度高、比強(qiáng)度大的輕量化優(yōu)勢(shì),以及可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、耐腐蝕性?xún)?yōu)、抗疲勞性好等顯著特點(diǎn),可作為武器裝備輕量化設(shè)計(jì)的絕佳選材。在對(duì)迫擊炮身管進(jìn)行受力分析的基礎(chǔ)上,提出了采用金屬內(nèi)襯外加碳纖維復(fù)合材料增強(qiáng)層的迫擊炮復(fù)合身管雙層結(jié)構(gòu),介紹了用于迫擊炮復(fù)合身管加工的纏繞設(shè)備和纏繞工藝,基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果,綜合分析了碳纖維材料的選擇、鋪層順序、纖維纏繞張力等工藝對(duì)迫擊炮復(fù)合身管承壓性能的影響,可為火炮復(fù)合材料身管以及復(fù)合材料承載圓筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與加工提供參考。

碳纖維纏繞式復(fù)合氣瓶是使用在正壓式空氣呼吸器上,提供呼吸用空氣的重要附屬設(shè)備。本文對(duì)復(fù)合氣瓶的定期檢驗(yàn)與評(píng)定作了全面介紹。

采用網(wǎng)格理論對(duì)纏繞殼體進(jìn)行了工藝參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算,計(jì)算出纏繞工藝參數(shù),結(jié)合微機(jī)控制纏繞軟件編制程序,提出了強(qiáng)度設(shè)計(jì)、線型控制、變形校核三位一體的設(shè)計(jì)思想,確定了纏繞工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容、計(jì)算方法及所需和所應(yīng)產(chǎn)生的參數(shù)結(jié)構(gòu),對(duì)包絡(luò)線軌跡進(jìn)行平滑處理,控制纏繞線型,用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行殼體筒身段的強(qiáng)度設(shè)計(jì)和變形(強(qiáng)度)校核,結(jié)果表明理論分析與實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠較好地相互吻合,殼體的爆破壓強(qiáng)誤差較小,其值小于5%。

提出了一種等效降溫法,將纏繞張力產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力等效模擬為復(fù)合材料層降溫產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力,通過(guò)理論推導(dǎo)得到了纏繞預(yù)應(yīng)力與復(fù)合材料層降溫量之間的計(jì)算公式,基于等效降溫法并利用通用有限元軟件研究了纏繞張力對(duì)環(huán)纏繞復(fù)合材料氣瓶應(yīng)力的影響。結(jié)果表明:隨著纏繞預(yù)應(yīng)力的增大,環(huán)纏繞復(fù)合材料氣瓶?jī)?nèi)膽工作應(yīng)力減小、復(fù)合材料層工作應(yīng)力增大;纏繞張力預(yù)應(yīng)力較大時(shí)會(huì)抵消自緊工藝效果,氣瓶工作應(yīng)力和纖維應(yīng)力比主要受纏繞張力影響,在進(jìn)行有限元應(yīng)力分析和纖維應(yīng)力比計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮纏繞張力作用。

面對(duì)日益惡化的環(huán)境和石油資源的枯竭,使得作為清潔能源應(yīng)用典型的cng氣瓶的使用逐年增加,cng汽車(chē)在國(guó)內(nèi)逐漸推廣使用。cng-2氣瓶由于其質(zhì)量輕、強(qiáng)度高和安全可靠等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。使用過(guò)程中,cng氣瓶也出現(xiàn)了一些故障和爆炸事故,從而導(dǎo)致氣瓶的安全分析和研究越來(lái)越受到關(guān)注。而自緊則是對(duì)氣瓶安全的第一道防線,如何選擇合適的自緊壓力成為重中之重。本文以cng-2氣瓶為研究對(duì)象,以ansys為分析工具,詳細(xì)說(shuō)明了自緊壓力的優(yōu)化過(guò)程。

采用耦合的有限元-無(wú)網(wǎng)格galerkin數(shù)值算法,計(jì)算了碳纖維增強(qiáng)型復(fù)合材料纏繞修復(fù)的壓力管道橫向貫穿裂紋以及橫向橢圓型表面裂紋前沿應(yīng)力強(qiáng)度因子,據(jù)此分析了碳纖維增強(qiáng)型復(fù)合材料套袖長(zhǎng)度對(duì)壓力管道裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子的影響。結(jié)果表明,本文所提算法能有效計(jì)算三維問(wèn)題應(yīng)力強(qiáng)度因子;含裂紋壓力管道采用碳纖維增強(qiáng)型復(fù)合材料纏繞修復(fù)后,裂紋前沿的應(yīng)力強(qiáng)度因子顯著降低;修復(fù)套袖越長(zhǎng),修復(fù)效果越顯著,但套袖長(zhǎng)度超過(guò)一定范圍后,應(yīng)力強(qiáng)度因子的降低趨于緩慢,對(duì)修復(fù)效能的進(jìn)一步提高貢獻(xiàn)甚微。

分析纖維復(fù)合材料在切斷、外圓加工、鉆孔的過(guò)程中存在的缺陷及其原因,并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施,闡述優(yōu)化纖維復(fù)合材料高效加工的對(duì)策.

分析了宇航復(fù)合材料壓力容器技術(shù)指標(biāo)的特點(diǎn)和確定方法,初步探討了圓柱形、球形、近球形、橢球形、環(huán)形、錐形容器纖維纏繞復(fù)合材料殼體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),copv作為宇航系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件,其研制技術(shù)(如copv結(jié)構(gòu)效率)將直接決定其性能,對(duì)宇航系統(tǒng)有很大的影響。本文對(duì)宇航復(fù)合材料壓力容器的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析。

澳大利亞建成首家生產(chǎn)防火型纖維纏繞復(fù)合材料混凝土電線桿工廠,該配電線路電線桿憑借輕質(zhì)混凝土,和歐文斯科寧cem-fil(r)玻璃纖維提高了強(qiáng)度和耐用性。dulhuntypower

該文給出了一種玻璃纖維纏繞增強(qiáng)鋼塑復(fù)合管的試制過(guò)程,試圖把鋼塑復(fù)合管良好的防滲漏性能、剛性和水力學(xué)性能與玻璃纖維纏繞增強(qiáng)結(jié)合,研制出一種既具有良好剛性和強(qiáng)度,又具有良好防滲漏性能和水力學(xué)性能的新型復(fù)合管材。