碳纤维复合材料风缸厚度计算及强度分析

Thickness calculation and strength analysis of carbon fiber composite air reservoir

文章基于对复合材料风缸的理论研究和数值模拟,给出了一套完备的风缸设计方案。首先基于经典的网格理论模型,对复合材料风缸的纤维缠绕角度及厚度进行了初步预测,然后基于有限元软件WoundSim建立了复合材料风缸高精度的有限元模型,对纤维缠绕角度及厚度进行了精确分析,最后将仿真所得设计结果应用于碳纤维风缸实际成型工艺中,并对碳纤维复合材料风缸进行质量检测。结果表明:在满足承压要求的工况下,碳纤维复合材料风缸自重对比铝合金风缸减重10 kg,研究成果对轨道交通车辆风缸实现轻量化及复合材料风缸设计制造具有一定意义。