【摘要】： 復(fù)合材料具有比強度高、比模量大、耐高溫、抗腐蝕等優(yōu)異性能,在航空航天、海洋軍工與民用各領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。采用復(fù)合材料制成的纖維纏繞壓力容器具有高承壓能力,高疲勞壽命、輕質(zhì)等優(yōu)良性能。國外已經(jīng)用它來取代鋼制容器。近年來,我國也針對鋁膽復(fù)合材料壓力容器進行了相應(yīng)的研制,并逐步推廣使用。 傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計和強度校核,是建立在確定性方法的基礎(chǔ)上,只是利用經(jīng)驗確定的安全系數(shù)來描述各種隨機不確定性對結(jié)構(gòu)性能的影響。這種方法并沒有解決隨機性問題,其結(jié)果與實際情況會產(chǎn)生很大的偏差,存在主觀性強、科學(xué)性差、經(jīng)濟性低等弊端。將可靠性分析理論應(yīng)用到復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析中是近些年來發(fā)展起來的一個嶄新領(lǐng)域。該方法是以復(fù)合材料結(jié)構(gòu)各個基本設(shè)計參數(shù)為隨機變量,在考慮其概率分布的基礎(chǔ)上對結(jié)構(gòu)的失效概率進行預(yù)測和分析的一種可靠性分析方法,具有更高的科學(xué)性和合理性。 本文對應(yīng)用最為普遍的承受內(nèi)壓作用的復(fù)合材料纏繞壓力容器進行結(jié)構(gòu)可靠性分析。將可靠性理論與復(fù)合材料結(jié)構(gòu)力學(xué)理論相結(jié)合,在確定壓力容器各設(shè)計變量概率分布的基礎(chǔ)上,運用蒙特卡羅法(Monte Carlo)對纖維纏繞復(fù)合材料壓力容器進行了結(jié)構(gòu)可靠性分析研究,并根據(jù)計算結(jié)果對設(shè)計變量的敏感性進行了分析和評價。為復(fù)合材料纏繞壓力容器結(jié)構(gòu)的可靠性設(shè)計提供了一種合理的方法和科學(xué)依據(jù)。
【圖文】：

要和廣泛的應(yīng)用。復(fù)合材料纏繞壓力容器 (ComPositesove戶刃 rappedPressurevessel，cOPv)是復(fù)合材料應(yīng)用的典范，是航空航天等尖端科技領(lǐng)域應(yīng)用比較成熟的一種先進的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)[’，2]，如圖1.1所示。 coPv一般采用纖維纏繞工藝方法制造，由連續(xù)纖維提供產(chǎn)品所需的強度和剛度。目前，常用的纖維增強材料有碳纖維、Kevlar纖維、硼纖維等。制造時一般采用延展性好的金屬材料如鋁、熱塑性塑料或橡膠作為內(nèi)襯以滿足容器的氣密性能和疲勞性能要求。圖1.1復(fù)合材料纏繞壓力容器 Fig.1.1ComPositesovep刃 rapPedPressurevessel復(fù)合材料纏繞壓力容器的發(fā)展始于20世紀(jì)50年代，是基于火箭發(fā)動機復(fù)合材料機殼技術(shù)。早期的復(fù)合材料容器是用玻璃纖維浸漬環(huán)氧樹脂纏繞在橡膠內(nèi)襯上，雖然其重量比鋼質(zhì)輕，但由于玻璃纖維較低的抗應(yīng)力斷裂及靜態(tài)疲勞能力，且氣體滲透率較大，因此需要采用較高的安全系數(shù)。

4.2.2復(fù)合材料纏繞壓力容器有限元模型的建立本文所分析的復(fù)合材料纏繞壓力容器是工程中應(yīng)用的一種薄壁壓力容器，用于氣體或液體的儲存。該壓力容器外形為一回轉(zhuǎn)體，，整體的有限元模型如圖4.3所示。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TH49

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本文編號：2681332