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考虑张力制度影响的碳纤维缠绕容器爆破性能预测与仿真插件开发
1
作者 刘雨桐 成吉思远 +5 位作者 刘艳龙 许英杰 张卫红 刘宁 何梅 王鹏 《固体火箭技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期253-261,共9页
针对缠绕张力对碳纤维缠绕容器承载性能影响规律尚不明确的问题,基于ABAQUSTM软件开发了一套用户友好、自主选择性好且高效的插件工具,能够自动化完成模型建立和相关设置工作,实现了考虑多种缠绕工艺参数的容器结构精细化建模。基于该... 针对缠绕张力对碳纤维缠绕容器承载性能影响规律尚不明确的问题,基于ABAQUSTM软件开发了一套用户友好、自主选择性好且高效的插件工具,能够自动化完成模型建立和相关设置工作,实现了考虑多种缠绕工艺参数的容器结构精细化建模。基于该插件工具,对碳纤维缠绕容器在不同缠绕张力制度下的爆破性能进行了参数化分析,通过爆破试验验证了数值模型的有效性。对于直径为Ф155 mm和Ф474 mm的容器,90 N-80 N-60 N和200 N-180 N-160 N逐层减小的缠绕张力制度将提高容器的爆破性能;对于20 N和30 N递减张力制度,直径Ф474 mm容器的爆破压强随着内层张力的减小逐渐降低,当张力递减幅度增加时,容器的爆破压强趋于稳定,其下降幅度由16.79%减小到3.05%。此外,容器封头段与筒身段过渡区域的应变水平最高,为碳纤维缠绕容器的薄弱位置。 展开更多
关键词 碳纤维缠绕容器 缠绕张力制度 ABAQUS 爆破性能 精细化模型
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复合材料高压气瓶的碳纤维缠绕设计和ANSYS分析技术 被引量：22
2
作者 李玉峰 靳庆臣 刘志栋 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期968-976,共9页
为了获得复合材料气瓶合理的有限元分析模型,并能够有效地掌握气瓶固有的变化规律,以不锈钢316L为内衬、碳纤维(T1000GB)/环氧树脂(BA202)为复合层的高压气瓶作为研究对象,介绍了一种采用螺旋缠绕与环向缠绕组合线型的缠绕设计方法。利... 为了获得复合材料气瓶合理的有限元分析模型,并能够有效地掌握气瓶固有的变化规律,以不锈钢316L为内衬、碳纤维(T1000GB)/环氧树脂(BA202)为复合层的高压气瓶作为研究对象,介绍了一种采用螺旋缠绕与环向缠绕组合线型的缠绕设计方法。利用该方法确定复合层厚度、缠绕角、缠绕层数等参数,运用ANSYS程序,采用薄壁壳单元shell91建立了复合层多层结构模型,得出了气瓶应力、应变分布规律,并给出了气瓶疲劳破坏点和起裂点处失效参数的变化历程,最后,将ANSYS计算结果与试验实测结果作了比对分析,为定量化研究复合材料气瓶提供准确的数据支持。研究结果表明:ANSYS数值仿真结果与试验结果吻合良好,采用壳单元shell91可以比较正确地模拟复合层的多层结构;柱形复合材料气瓶破坏薄弱点位于筒体(靠封头)部位,气瓶受环向膨胀力影响较大,易使其沿纵向撕裂;随瓶内压力升高,薄壁内衬发生完全塑性变形,复合层仅发生弹性变形。 展开更多
关键词 复合材料 高压气瓶 碳纤维缠绕气瓶 ANSYS有限元分析
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一种卫星用钛内衬-碳纤维缠绕复合材料气瓶特性研究 被引量：11
3
作者 李玉峰 李玲丽 潘宗友 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期1318-1325,共8页
为了研究复合材料高压气瓶固有特性,针对钛内衬(TA1)/碳纤维(T1000GB)缠绕柱形复合材料气瓶进行了特性分析和应力-应变检测。总结了内衬特性和复合层特性对气瓶产生的各种影响,根据柱形气瓶环向应变和纵向应变实测数据分析了瓶体应变的... 为了研究复合材料高压气瓶固有特性,针对钛内衬(TA1)/碳纤维(T1000GB)缠绕柱形复合材料气瓶进行了特性分析和应力-应变检测。总结了内衬特性和复合层特性对气瓶产生的各种影响,根据柱形气瓶环向应变和纵向应变实测数据分析了瓶体应变的变化规律和主要影响参数,找出了瓶体强度薄弱区,为结构优化和同类产品设计提供了可靠数据和理论指导。 展开更多
关键词 钛内衬 碳纤维缠绕气瓶 特性研究
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碳纤维缠绕压力容器动力特性有限元分析 被引量：3
4
作者 刘冬霞 梁力 +2 位作者 李明 鲍性磊 李鑫 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2013年第3期461-469,共9页
目的研究碳纤维缠绕压力容器的破坏机理,分析碳纤维缠绕压力容器动力爆破情况,预测容器的爆破压力并评估其安全可靠性.方法结合复合材料层合板力学性能的研究成果并将ANSYS/LS-DYNA成熟的有限元模拟失效方法引进到压力容器水压爆破动力... 目的研究碳纤维缠绕压力容器的破坏机理,分析碳纤维缠绕压力容器动力爆破情况,预测容器的爆破压力并评估其安全可靠性.方法结合复合材料层合板力学性能的研究成果并将ANSYS/LS-DYNA成熟的有限元模拟失效方法引进到压力容器水压爆破动力分析中.结果求得某2.0 L压力容器在线性匀速加载情况下,采用Chang-Chang首层失效模型的爆破压力值为69.8 MPa,爆破时间为加载后的3.87 s,采用Chang-chang全部层失效模型的爆破压力值为77.1 MPa,爆破时间为加载后的3.95 s,采用Tsai-wu刚度退化模型的失效压力值为78.04 MPa,失效时间为加载后的3.902 s,该三个失效压力值与现场试验值80.6 MPa的误差在合理范围内,并且得出采用Tsai-wu刚度退化模型计算的失效压力值与现场试验值的误差为3.18%,较适合该情况的模拟.结论采用ANSYS/LS-DYNA得到了容器在水压动力爆破时复合材料逐层破坏结果,数值模拟的爆破压力较保守,提供了一定的安全储备,适于工程应用. 展开更多
关键词 碳纤维缠绕压力容器 动力性能 有限单元法 LS-DYNA软件 爆破压力
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碳/碳坩埚预制体增强碳纤维缠绕线型设计
5
作者 董九志 李晓晨 +1 位作者 陈云军 杨素君 《产业用纺织品》 2021年第9期45-52,共8页
针对一端封头、一端开口的短粗型碳/碳坩埚预制体,采用碳纤维进行增强缠绕,根据不同尺寸的碳/碳坩埚预制体,分析封头段高度和圆柱段长径比对缠绕角的影响,推导过渡点处的稳定缠绕角和满足缠绕要求的圆柱段最小长径比,建立根据缠绕角和... 针对一端封头、一端开口的短粗型碳/碳坩埚预制体,采用碳纤维进行增强缠绕,根据不同尺寸的碳/碳坩埚预制体,分析封头段高度和圆柱段长径比对缠绕角的影响,推导过渡点处的稳定缠绕角和满足缠绕要求的圆柱段最小长径比,建立根据缠绕角和中心转角确定非测地线增强缠绕线型的设计方法,并应用MATLAB编程对设计的理论缠绕轨迹进行验证仿真。结果表明,该设计方法满足纤维缠绕均匀稳定要求,可提高碳/碳坩埚预制体力学性能,为碳/碳坩埚预制体芯模的设计和下一步的CAM提供理论依据。 展开更多
关键词 碳/碳坩埚预制体 碳纤维缠绕增强 非测地线缠绕 线型设计
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碳纤维缠绕壳体绝热层厚度DR成像检测技术研究
6
作者 何华锋 熊建平 +1 位作者 王晓勇 李忠仕 《航天制造技术》 2021年第2期63-66,共4页
采用DR成像检测技术,对碳纤维缠绕壳体的绝热层厚度进行测量技术研究,通过成像软件的数据采集、图像处理分析、数值读取等方法研究,确定绝热层厚度DR成像检测技术方法。研究结果表明,DR成像检测技术可用于碳纤维缠绕壳体绝热层厚度的测量。
关键词 碳纤维缠绕壳体 厚度 DR成像
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碳纤维缠绕制品数字射线DR成像空间分辨率影响因素研究
7
作者 刘凯 刘义华 +1 位作者 王晓勇 周娥 《航天制造技术》 2019年第3期46-49,共4页
采用不同的焦点尺寸和放大倍数对碳纤维缠绕试块进行了数字射线DR成像检测试验。试验结果表明,当其它检测参数不变时,使用最佳放大倍数检测获得的图像空间分辨率最高;使用较小尺寸的焦点检测获得的图像空间分辨率较高。本次试验结果为... 采用不同的焦点尺寸和放大倍数对碳纤维缠绕试块进行了数字射线DR成像检测试验。试验结果表明,当其它检测参数不变时,使用最佳放大倍数检测获得的图像空间分辨率最高;使用较小尺寸的焦点检测获得的图像空间分辨率较高。本次试验结果为碳纤维缠绕制品数字射线DR成像检测焦点尺寸和放大倍数的选择提供了依据。 展开更多
关键词 数字射线 碳纤维缠绕制品 空间分辨率
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碳纤维复合壳体用基体环氧树脂研究进展 被引量：3
8
作者 舒碧光 秦凤平 +2 位作者 王纪霞 周一博 张新航 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期8-11,共4页
介绍了固体火箭发动机碳纤维缠绕用基体环氧树脂的种类、选择原则及适于碳纤维缠绕用基体树脂的研究进展。
关键词 固体火箭发动机 碳纤维缠绕 基体环氧树脂 进展
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透镜式缠绕肋压扁缠绕过程数值模拟分析 被引量：20
9
作者 李瑞雄 陈务军 +1 位作者 付功义 赵俊钊 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期224-231,共8页
利用ABAQUS首先以各向同性材料透镜式缠绕肋的肋片压扁进行了数值模拟分析,比较了三种壳单元(S4、S4R、SC8R)和三种体单元(C3D8、C3D8R、C3D8I)模拟分析效率,并给出受力特征;进而以S4R和C3D8I进行了碳纤维复合材料肋片压扁模拟分析,并... 利用ABAQUS首先以各向同性材料透镜式缠绕肋的肋片压扁进行了数值模拟分析,比较了三种壳单元(S4、S4R、SC8R)和三种体单元(C3D8、C3D8R、C3D8I)模拟分析效率,并给出受力特征;进而以S4R和C3D8I进行了碳纤维复合材料肋片压扁模拟分析,并得到受力特征;最后,建立了完整的缠绕肋整体非线性有限元模型,实现了缠绕过程模拟分析,得到缠绕肋缠绕过程应力、应变及变化特征,以及缠绕弯矩。本文对缠绕肋设计及系统样机研制具有指导和参考价值。 展开更多
关键词 透镜式缠绕肋 压扁缠绕 碳纤维缠绕肋压扁材料 缠绕弯矩
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提高和稳定铝合金内胆复合气瓶疲劳寿命要点分析
10
作者 李辉 张树勇 《科技创新与应用》 2014年第6期71-71,共1页
比照其它各类型气瓶,简要介绍了铝合金内胆碳纤维全缠绕复合气瓶的优缺点;讲述了提高铝合金内胆复合气瓶疲劳寿命的工艺手段、施加预应力的方法和注意要点;分析了铝合金内胆复合气瓶设计、制造中影响气瓶疲劳寿命的主要因素。
关键词 铝合金内胆碳纤维全缠绕复合气瓶 综合性能 疲劳寿命
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