王欢
,
刘勇琼
,
廖英强
,
田蔚
宇航材料工艺
为了降低复合材料壳体封头区域的应力集中,提高壳体整体性能,对复合材料壳体薄弱区进行补强以及采用何种方法进行补强是关键问题.本文以碳纤维Ф150 mm复合材料壳体为研究对象,以理论分析和有限元分析为依据,分别采用碳布补强和纤维缠绕补强对壳体前后封头及赤道附近位置进行补强.试验结果表明:纤维缠绕补强效果明显好于碳布补强,壳体特性系数由40.3 km提高到48.5 km,应力平衡系数提高到0.95,纤维发挥强度由3 378.1 MPa提高到4 058.4 MPa.
关键词:
复合材料壳体
,
补强
,
壳体特性系数
,
应力平衡系数
,
纤维发挥强度
王斌
,
贺敏
,
丘哲明
,
金志浩
玻璃钢/复合材料
doi:10.3969/j.issn.1003-0999.2004.01.009
采用网格理论对缠绕壳体进行了工艺参数的设计计算,计算出缠绕工艺参数,结合微机控制缠绕软件编制程序,提出了强度设计、线型控制、变形校核三位一体的设计思想,确定了缠绕工艺设计的内容、计算方法及所需和所应产生的参数结构,对包络线轨迹进行平滑处理,控制缠绕线型,用实验进行壳体筒身段的强度设计和变形(强度)校核,结果表明理论分析与实验结果能够较好地相互吻合,壳体的爆破压强误差较小,其值小于5%.
关键词:
复合材料壳体
,
纤维缠绕
,
缠绕工艺
,
线型
武星
,
王鹏飞
,
尤顺涛
,
肖文刚
玻璃钢/复合材料
针对复合材料壳体与前裙连接结构预应力的有限元分析,在复合材料壳体受轴压影响时,通过建立实体模型并划分网格得到有限元计算模型,比较三种不同过配结构的预应力强度比,最终得到结论:锥形复合材料壳体前裙连接部分在选择仅有根部存在过配应力时,其预应力强度比最低,从而连接结构最为可靠.
关键词:
受轴压
,
复合材料壳体
,
连接结构
,
预应力
,
有限元分析
周伟江
,
廖英强
,
张世杰
,
尤丽虹
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2014.03.026
针对T800HB/环氧复合材料壳体易在封头部位产生复杂的应力状态,导致壳体低压破坏的问题,通过采用金属接头结构优化与封头补强措施,使T800HB/环氧复合材料壳体的爆破压力由28.2 MPa提高到36.4 MPa,纤维强度发挥率由65.7％提升至85.6％.
关键词:
复合材料壳体
,
碳纤维
,
应变
,
纤维强度转化率
侯晓
,
秦谊
,
丁文辉
复合材料学报
为了提高固体火箭发动机(SRM)的外载荷承载能力,研究了其复合材料壳体的失效机制,提出了复合材料壳体的增强改进结构形式.通过提高复合材料外缠绕层的轴向刚度和横向弯曲刚度,使得连接区域内的内、外缠绕层的轴向变形相协调,改善了内、外缠绕层的轴向承载分配,使增强改进后的复合材料壳体结构的承载能力提高了124％,而结构质量增加低于10％.研究结果表明:SRM复合材料壳体承载能力的关键因素是连接区域内复合材料内、外缠绕层的刚度匹配设计,只有保证连接区域内的刚度匹配和位移变形相协调,才能充分发挥复合材料壳体的承载能力.
关键词:
固体火箭发动机
,
复合材料壳体
,
失效
,
刚度匹配
,
增强改进结构
杨乐
,
富婷婷
玻璃钢/复合材料
对某φ1m碳纤维壳体开孔前封头建立了三维参数化模型.以计算机实验设计方法为基础,构建代理模型及目标驱动优化设计,选取8个封头外表面的坐标值作为设计变量.同时,以开孔前封头质量及孔边顺纤维方向最大Mises等效应变为目标函数,对封头外型面进行了优化设计.计算结果表明,优化后的前封头结构形式协调,开孔周边区域应变分布合理,同原结构相比减重1.85％.
关键词:
复合材料壳体
,
前封头
,
优化设计
杨乐
,
张浩哲
,
杨喜军
,
刘洪城
玻璃钢/复合材料
本文对某(φ)1m碳纤维壳体前封头开孔状态进行了数值分析和水压试验验证.采用层合单元建立该纤维缠绕壳体的变厚度数学模型,得到开孔后的壳体内压作用下的变形规律.结果表明,采用的计算方法能较好地模拟水压试验情形,变形规律基本一致.封头开孔后金属前接头位移最大,并向赤道位置呈梯度逐渐减小;顺纤维方向应变较大区域分布在孔边分度圆两侧孔径2/3的范围内,大于该范围应变值显著减小;经过孔中心的母线方向应变值从开孔边缘向两侧逐渐增加,最大值小于2100ε.
关键词:
复合材料壳体
,
前封头
,
有限元分析
李兴刚
,
张利军
,
胡润芝
,
钱蕴
,
王兴斌
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2014.03.016
采用模压工艺将耐高温阻燃硅橡胶和隔热填料RMX压制成胶结片材,其密度为0.56 g/em3,比热容为1.371 J/(g·K),热导率为80 mW/(m· K),拉伸强度为1.87 MPa,断裂伸长率为25％.在高焓低热流风洞考核环境下,厚度为1 mm隔热材料试件界面平均温度为70.7℃,试片表观完整、无龟裂.
关键词:
复合材料壳体
,
高焓低热流
,
外隔热材料
杨乐
,
朱涛
,
杨喜军
,
刘洪城
玻璃钢/复合材料
为了分析复合材料壳体封头在内压作用下的变形规律,本文针对椭球比为1.7的复合材料壳体前封头,采用AN-SYS商业软件中的层合单元对其进行分析,数值模拟与水压试验结果基本一致.首先模拟了椭球比为2.0的复合材料壳体前封头,结果表明,前开口至赤道部位经线方向顺纤维应变表现为先增加后较小的规律,同时,前封头部位的最大位移发生在封头部位经线方向的中部;另外,对比分析了椭球比为1.7的封头比和椭球比为2的封头内压应变,前者应力变化更均匀,符合复合材料壳体的等应力封头设计要求.
关键词:
复合材料壳体
,
前封头
,
椭球比
