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碳纖維纏繞復(fù)合氣瓶的有限元數(shù)值分析
大連理工大學(xué) 鄔丹丹 陳國(guó)清 周文龍
摘要 在僅考慮內(nèi)壓作用下, 參考D OTC F F C 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)碳纖維纏繞壓力容器在不同工況
的應(yīng)力、應(yīng)變分布進(jìn)行了有限元數(shù)值模擬研究。采用MS C . Ma r c大型有限元程序建立纖
維纏繞復(fù)合材料氣瓶的有限元模型,建模過(guò)程中將纖維纏繞層視為復(fù)合材料層合板處理,
并對(duì)封頭處纏繞層厚度及纏繞角進(jìn)行簡(jiǎn)化處理。通過(guò)有限元數(shù)值計(jì)算,確定了氣瓶的最
佳預(yù)緊壓力 計(jì)算中考慮了縱向纏繞角的變化在爆破壓力下對(duì)氣瓶的影響。數(shù)值計(jì)算結(jié)
果表明:氣瓶的應(yīng)變以瓶身中部和肩部?jī)蓚?cè)的環(huán)向處應(yīng)變最大,而氣瓶肩部的變形并不
明顯。通過(guò)氣瓶承受內(nèi)壓爆破試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與數(shù)值計(jì)算結(jié)果基本符合,表明模型的簡(jiǎn)
化和建立是合理可行的。研究結(jié)果為復(fù)合材料氣瓶的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供 了理論依據(jù)。
關(guān)鍵詞 纖維纏繞 復(fù)合氣瓶 有限元 預(yù)緊壓力 爆破壓力 |
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