郭章新
,
韩小平
,
朱西平
,
支希哲
复合材料学报
纤维缠绕过程会在局部区域形成纤维束的起伏、交织.针对起伏区域纤维束的非正交交织的特点,提出一种缠绕复合材料刚度的计算方法:先通过螺旋缠绕角度和起伏层倾斜角度,将三维刚度进行两次转换,然后将转换后的起伏区域的三维刚度转化成缠绕层面内二维有效刚度;利用二维有效刚度,将缠绕复合材料刚度系数A_(ij)、B_(ij)和D_(ij)各项在起伏区域上进行数值积分取平均值,再利用转换矩阵得到缠绕复合材料的整体刚度矩阵.算例的结果表明,考虑了纤维束的起伏、交织后缠绕复合材料刚度矩阵发生了一些变化,特别是耦合刚度的变化更为明显.
关键词:
纤维缠绕复合材料
,
纤维束起伏交织
,
缠绕角
,
起伏层倾角
,
刚度
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
