缠绕图型对纤维缠绕复合材料力学性能影响的有限元模拟

针对纤维缠绕复合材料结构中存在纤维束交叉起伏和铺层走向交替的特点,建立了一种分析缠绕图型对缠绕复合材料结构力学性能影响的有限元方法。采用ABAQUS有限元软件,分析了考虑纤维束交叉起伏和铺层走向交替后缠绕复合材料圆柱壳的应力、应变分布规律,并且研究了缠绕图型对缠绕圆柱壳屈曲临界载荷的影响。结果表明:采用层合板模型计算得到的圆柱壳的应力分布比较均匀;考虑纤维束交叉起伏和铺层走向交替后,缠绕复合材料圆柱壳的应力不再均匀分布,应力云图出现规则分布的菱形图案,在菱形区域中纤维交叉起伏和铺层走向交替处的应力有明显的波动。本实验有限元模型中的菱形特征单元可以反映缠绕复合材料纤维交叉起伏和铺层走向交替的实际情况。

纤维缠绕复合材料管件的缠绕图型及纤维波动程度

本文介绍纤维缠绕复合材料管件的图型形成过程 ,并研究了影响图型的参数及纤维波动程度的计算。研究表明 ,缠绕图型主要取决于上一循环和下一循环在芯模周向上相隔的等分角数Sp 及纤维铺设到紧邻第一次循环铺设的纤维时所完成的循环数Nc。Nc 及缠绕角的变化都会影响到纤维波动程度。