纤维缠绕复合材料壳体起伏区域刚度的研究

文章针对起伏区域纤维束的非正交交织的特点,提出一种计算缠绕复合材料的起伏区域内各点刚度的方法。通过算例,计算了整个起伏区域内不同点在不同缠绕角时的各项刚度系数值,给出了各项刚度系数随起伏区域的位置改变以及随着缠绕角变化的三维曲线,分析讨论了各项刚度系数在整个起伏区域内的变化规律,为纤维缠绕复合材料气瓶等高压密封容器的提前泄露问题的有限元分析提供了理论依据。

纤维缠绕复合材料起伏区域残余应力

针对纤维交叉起伏区域残余应力,建立一种细观分析模型。基于热传导方程、固化反应动力学模型和复合材料层合理论,采用有限元方法和细观分析模型,对缠绕复合材料在固化工艺过程中的残余应力分布及其变化规律进行数值模拟。通过算例,研究纤维起伏区域残余应力的分布特点,结果表明:起伏纤维束不同位置处残余应力差别很大,层合区纤维束呈现拉应力状态,起伏区纤维束呈现压应力状态,富树脂区出现最大压应力;残余应力沿纤维束起伏方向呈现V型变化趋势,在纤维束上不同位置出现拉、压不同的应力状态,起伏角度最大处出现最大压应力。