杨乐
,
富婷婷
玻璃钢/复合材料
对某φ1m碳纤维壳体开孔前封头建立了三维参数化模型.以计算机实验设计方法为基础,构建代理模型及目标驱动优化设计,选取8个封头外表面的坐标值作为设计变量.同时,以开孔前封头质量及孔边顺纤维方向最大Mises等效应变为目标函数,对封头外型面进行了优化设计.计算结果表明,优化后的前封头结构形式协调,开孔周边区域应变分布合理,同原结构相比减重1.85％.
关键词:
复合材料壳体
,
前封头
,
优化设计
杨乐
,
张浩哲
,
杨喜军
,
刘洪城
玻璃钢/复合材料
本文对某(φ)1m碳纤维壳体前封头开孔状态进行了数值分析和水压试验验证.采用层合单元建立该纤维缠绕壳体的变厚度数学模型,得到开孔后的壳体内压作用下的变形规律.结果表明,采用的计算方法能较好地模拟水压试验情形,变形规律基本一致.封头开孔后金属前接头位移最大,并向赤道位置呈梯度逐渐减小;顺纤维方向应变较大区域分布在孔边分度圆两侧孔径2/3的范围内,大于该范围应变值显著减小;经过孔中心的母线方向应变值从开孔边缘向两侧逐渐增加,最大值小于2100ε.
关键词:
复合材料壳体
,
前封头
,
有限元分析
杨乐
,
朱涛
,
杨喜军
,
刘洪城
玻璃钢/复合材料
为了分析复合材料壳体封头在内压作用下的变形规律,本文针对椭球比为1.7的复合材料壳体前封头,采用AN-SYS商业软件中的层合单元对其进行分析,数值模拟与水压试验结果基本一致.首先模拟了椭球比为2.0的复合材料壳体前封头,结果表明,前开口至赤道部位经线方向顺纤维应变表现为先增加后较小的规律,同时,前封头部位的最大位移发生在封头部位经线方向的中部;另外,对比分析了椭球比为1.7的封头比和椭球比为2的封头内压应变,前者应力变化更均匀,符合复合材料壳体的等应力封头设计要求.
关键词:
复合材料壳体
,
前封头
,
椭球比
