复合材料球形气瓶非测地线缠绕线型设计和强度分析

• 作者: 刘萌 李书欣 汪洋 祖磊 胡松
• 来源期刊: 玻璃钢/复合材料
• 学科: 工学
• 关键词: 复合材料 纤维缠绕 压力容器 非测地线 爆破压强
• 年，卷（期）: 2018,（2）
• 所属期刊栏目: 基础研究
• 页码范围: 8-14
• 页数: 7页
• 分类号: TB332
• 字数: 3629字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1003-0999.2018.02.002

摘要

碳纤维复合材料球形气瓶因其较高的比强度、比刚度和抗疲劳性,被广泛应用于航空航天及民用工业领域.基于微分几何理论,推导出满足球形气瓶缠绕基本原理的落纱点轨迹方程,给出缠绕线型轨迹和缠绕角应该满足的稳定缠绕条件,并对缠绕轨迹进行仿真.考虑球壳的变曲率特点,针对球形气瓶缠绕层进行变厚度、变角度的精细化有限元建模,对工作压力下的气瓶内衬和缠绕层各向应力分布进行数值模拟和分析,并预测了气瓶的爆破压强.结果表明,优化设计得到的缠绕线型参数既能满足缠绕工艺的基本要求,又有效提高了球形气瓶的结构力学性能.研究成果对复合材料球形压力容器的设计制造具有重要的意义.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	汪洋	武汉理工大学材料科学与工程学院	38	188	7.0	11.0
2	祖磊	武汉理工大学材料科学与工程学院	24	117	6.0	8.0
3	李书欣	武汉理工大学材料科学与工程学院	24	98	5.0	7.0
4	刘萌	武汉理工大学材料科学与工程学院	4	8	2.0	2.0
5	胡松	武汉理工大学材料科学与工程学院	3	8	2.0	2.0