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题名CFRP缠绕周向内波纹耐压壳铺层优化设计
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作者
吴润泽
孙建亮
张旭
齐铭方
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机构
燕山大学机械工程学院
燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心
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出处
《中国舰船研究》
CSCD
北大核心
2024年第5期141-147,共7页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52075473)
河北省自然科学基金资助项目(E2021203190)。
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文摘
[目的]为顺应深海潜航器耐压壳结构轻量化、高强度的发展趋势,提出碳纤维复合材料(CFRP)缠绕铝合金周向内波纹耐压壳的结构增强方法,并对其CFRP铺层方式进行优化设计分析。[方法]利用ABAQUS有限元仿真软件,通过改变CFRP铺层参数,根据复合材料层的层间应力分布情况,探究14层CFRP铺层下最佳缠绕角度,进而获得最佳铺层方式。并结合相关强度失效准则,对其强度进行校核。[结果]研究结果表明:CFRP增强周向内波纹耐压壳最优缠绕角度为40°,在铺层方式为(±40°2/±55°2/±70°2/90°2)时,层间应力分布较为均匀。该结构的强度满足实际使用需求,且其质量更轻。[结论]该结构可减轻深海耐压壳整体质量,推动深海耐压壳设计向轻量化方向发展。
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关键词
碳纤维复合材料
周向内波纹耐压壳
缠绕角度
铺层方案
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Keywords
carbon fiberrein-forced polymer(CFRP)
circumferential internal corrugated compression shell
winding angle
layering scheme
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分类号
U663.1
[交通运输工程—船舶及航道工程]
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