内外压作用下纤维缠绕厚壁柱形容器的强度

编号 zgly0001411143

文献类型 期刊论文

文献题名 内外压作用下纤维缠绕厚壁柱形容器的强度

作者 邢静忠  陈利 

作者单位 天津工业大学机械电子学院  教育部先进纺织复合材料重点实验室  天津工业大学复合材料研究所 

母体文献 复合材料学报 

年卷期 2011年01期

年份 2011 

分类号 TB33 

关键词 纤维缠绕  厚壁容器  有限元分析  失效准则  纤维向应力  强度比 

文摘内容 研究各向同性材料内胆外对称均衡缠绕纤维的厚壁圆柱形容器在内外压力作用下的应力和强度特性。采用正交各向异性本构关系和轴对称厚壁筒理论,获得纤维层和内胆的应力,以及纤维方向三向应力的解析公式。利用Hoffman和Tsai-Wu失效准则研究薄壁筒理论和三维应力对应的强度随壁厚和缠绕角的分布规律。计算比较了有、无内胆的纤维缠绕容器的强度随缠绕角的变化情况。利用ANSYS软件的层合单元SOLID191建立的模型给出的纤维向应力和强度比与本文理论结果吻合很好。研究发现:基于层合板理论的二维纤维向应力公式给出了不准确的纤维向应力,不准确的横向应力造成容器纤维层的强度值偏低;不同的纤维类型和缠绕角,厚度-半径比对强度比的影响不同;基于二维应力分析的薄壁筒理论给出的纤维层强度比小于三维分析的结果;缠绕角对无内胆的缠绕容器强度比的影响比有内胆的更敏感。