近年來(lái)復(fù)合材料壓力容器一直比較受歡迎,不僅是因?yàn)樗邆淞撕芏嗖牧蠜](méi)有的剛度、強(qiáng)度,而且還由于它擁有著不錯(cuò)的抗腐蝕性和較為安全的時(shí)效性等優(yōu)勢(shì)。因?yàn)檫@幾點(diǎn)原因,它被廣泛應(yīng)用于很多領(lǐng)域。從目前的情況來(lái)看,纖維纏繞的制造工藝還是復(fù)合材料壓力容器成型制造所采用的主要方式。很多專(zhuān)業(yè)人士都知道采用纖維纏繞制造工藝制造的壓力容器有很多優(yōu)點(diǎn),但是它的承受荷載作用過(guò)大時(shí)容易發(fā)生分層分離的缺點(diǎn)也是不理想的。從目前情況來(lái)看,很多專(zhuān)家和學(xué)者更多集中的焦點(diǎn)在于對(duì)相關(guān)方面的理論和實(shí)驗(yàn)研究,但對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面和對(duì)其整體力學(xué)性能相關(guān)方面的研究還比較少,甚至是處在剛起步的階段。當(dāng)前缺乏完善成熟的理論對(duì)編織復(fù)合材料壓力容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和性能進(jìn)行深入的研究,因此很多基本的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)沒(méi)法得到�；谶@兩點(diǎn),對(duì)編織符合材料壓力容器的理論研究和數(shù)值模擬還是非常有必要的。既然纖維纏繞壓力容器在力學(xué)方面存在著這么多的不足,那么我們是不是可以研究一種更好的壓力容器進(jìn)行彌補(bǔ)呢?本文在之前學(xué)者研究的基礎(chǔ)上,在設(shè)計(jì)復(fù)合材料壓力容器的結(jié)構(gòu)過(guò)程中,使用了三維編織的應(yīng)用技術(shù),并對(duì)其力學(xué)性能進(jìn)行了分析。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)本文將三維正交編織技術(shù)應(yīng)用到編織復(fù)合材料壓力容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上,構(gòu)建了有關(guān)編織復(fù)合材料壓力容器的幾何模型及具有代表性的體積單元幾何模型。同時(shí)對(duì)現(xiàn)下存在的編織復(fù)合材料性能開(kāi)展數(shù)值模擬,一定程度上驗(yàn)證了彈性性能的有效性。(2)對(duì)編織復(fù)合材料壓力容器復(fù)合材料層的性能進(jìn)行了研究和分析,預(yù)測(cè)了復(fù)合材料層的有效彈性模量,預(yù)測(cè)了在同等體積分?jǐn)?shù)下編織和纖維兩者不同壓力容器復(fù)合材料的力學(xué)性能存在不同。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),正是因?yàn)榫幙棌?fù)合材料用接結(jié)紗將經(jīng)紗、緯紗交叉結(jié)合在一起,增強(qiáng)了材料的整體穩(wěn)定性,避免了容易分層的短板,大大提高了其力學(xué)性能。(3)對(duì)編織復(fù)合材料壓力容器復(fù)合材料層的失效進(jìn)行分析,首先分析了損傷的類(lèi)型,并且闡述了失效準(zhǔn)則和剛度退化準(zhǔn)則理論,并結(jié)合理論進(jìn)行了復(fù)合材料層的失效模擬,通過(guò)應(yīng)用有限元方法來(lái)對(duì)編織復(fù)合材料壓力容器的復(fù)合材料層的力學(xué)性能進(jìn)行了分析和研究,并與纏繞編織復(fù)合材料層進(jìn)行對(duì)比,說(shuō)明改善編織復(fù)合材料層能增強(qiáng)復(fù)合材料層的整體承壓能力。本論文的主要研究在于三維編織復(fù)合材料的壓力容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面,由此本文在研究過(guò)程中應(yīng)用了三維正交的編織技術(shù),并研究和設(shè)計(jì)出新的編織復(fù)合材料的壓力容器,這種設(shè)計(jì)克服了目前纖維纏繞壓力容器普遍存在的復(fù)合材料層的受力容易破壞的不足,為實(shí)際應(yīng)用提供了一定的指導(dǎo)意義。同時(shí)一定程度上研究了編織復(fù)合材料壓力容器中復(fù)合材料層的力學(xué)性能。由此,通過(guò)本研究能為復(fù)合材料壓力容器的研究和設(shè)計(jì)提供一定的指導(dǎo)和參考,對(duì)拓寬復(fù)合材料壓力容器的應(yīng)用領(lǐng)域有一定的影響作用。同時(shí),由于本文在研究過(guò)程中應(yīng)用的是三維編織技術(shù),對(duì)編織復(fù)合材料的研究和應(yīng)用也具有非常重要的指導(dǎo)意義。
【學(xué)位單位】：齊魯工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：TH49;TB33
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國(guó)內(nèi)外復(fù)合材料壓力容器研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國(guó)內(nèi)外編織復(fù)合材料細(xì)觀結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀
    1.3 目前存在的主要問(wèn)題
    1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 三維編織復(fù)合材料壓力容器幾何建模
    2.1 引言
    2.2 三維編織復(fù)合材料工藝和結(jié)構(gòu)研究
    2.3 構(gòu)建編織復(fù)合材料壓力容器實(shí)體建模
        2.3.1 構(gòu)建模型
        2.3.2 纖維體積含量計(jì)算
    2.4 編織復(fù)合材料壓力容器復(fù)合材料層彈性性能理論分析
        2.4.1 建立基本假設(shè)
        2.4.2 關(guān)于細(xì)觀力學(xué)性能分析
        2.4.3 進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換
    2.5 數(shù)值算例
    2.6 本章小結(jié)
第3章 編織復(fù)合材料壓力容器復(fù)合材料層性能分析
    3.1 引言
    3.2 彈性力學(xué)空間軸對(duì)稱(chēng)問(wèn)題
        3.2.1 空間軸對(duì)稱(chēng)基本方程
        3.2.2 內(nèi)襯層彈性狀態(tài)下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系
        3.2.3 力學(xué)特性分析
    3.3 數(shù)值結(jié)果和分析
        3.3.1 三維編織復(fù)合材料彈性常數(shù)
        3.3.2 復(fù)合材料層的有效彈性常數(shù)
    3.4 本章小結(jié)
第4章 編織復(fù)合材料壓力容器復(fù)合材料層失效分析
    4.1 引言
    4.2 損傷分析
        4.2.1 損傷分類(lèi)
        4.2.2 失效準(zhǔn)則
        4.2.3 剛度退化準(zhǔn)則
    4.3 失效模擬
        4.3.1 構(gòu)建幾何模型
        4.3.2 單元類(lèi)型和材料屬性
        4.3.3 生成網(wǎng)格
        4.3.4 施加載荷
        4.3.5 分析失效結(jié)果
    4.4 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論和展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 聶小林;馬丕波;王亞柏;;玻璃短纖維對(duì)多層多軸向經(jīng)編復(fù)合材料層間撕裂性能影響[J];玻璃鋼/復(fù)合材料;2017年05期

2 陳得良;彭一倜;劉湘龍;;具脫層復(fù)合材料層合梁的主共振分析(英文)[J];湘潭大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào);2016年01期

3 劉湘龍;彭一倜;胡成;;具脫層復(fù)合材料層合梁-板的自由振動(dòng)分析[J];長(zhǎng)沙理工大學(xué)學(xué)報(bào);2014年04期

4 劉菲菲;劉松平;郭恩明;;復(fù)合材料層壓結(jié)構(gòu)沖擊損傷超聲成像評(píng)估[J];無(wú)損檢測(cè);2014年11期

5 唐文勇;陳國(guó)勝;張圣坤;;含脫層復(fù)合材料層合桿在軸向應(yīng)力波作用下的動(dòng)態(tài)屈曲[J];振動(dòng)與沖擊;2007年02期

6 馬祖康,羊女令,王德堂;復(fù)合材料層壓結(jié)構(gòu)的損傷容限設(shè)計(jì)[J];航空制造工程;1997年04期

7 呼延曉智;王俊奎;;軸壓和熱載聯(lián)合作用下復(fù)合材料層板結(jié)構(gòu)的非線性穩(wěn)定性[J];復(fù)合材料學(xué)報(bào);1987年01期

8 溫玄玲;陳浩然;;復(fù)合材料層合錐柱結(jié)合殼的有限元強(qiáng)度分析[J];復(fù)合材料學(xué)報(bào);1987年04期

9 鄧梁波;復(fù)合材料層合梁的屈曲[J];應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào);1988年04期

10 陳浩然;史一兵;;熱載荷下軸對(duì)稱(chēng)回轉(zhuǎn)復(fù)合材料層合殼體的邊界效應(yīng)[J];復(fù)合材料學(xué)報(bào);1988年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前8條

1 歐翔;基于弱形式求積元法的復(fù)合材料層合加筋殼穩(wěn)定性及動(dòng)響應(yīng)研究[D];華南理工大學(xué);2018年

2 邵東;任意邊界和耦合條件下復(fù)合材料層合結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)性能分析[D];哈爾濱工程大學(xué);2017年

3 陳杰;含層間界面損傷復(fù)合材料層壓結(jié)構(gòu)半解析法研究[D];上海交通大學(xué);2015年

4 劉德健;激光熔注單晶顆粒增強(qiáng)WC_p/Ti-6Al-4V梯度復(fù)合材料層的界面反應(yīng)機(jī)理[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

5 蔡忠云;含脫層損傷復(fù)合材料層合梁動(dòng)力特性的理論與實(shí)驗(yàn)研究[D];上海交通大學(xué);2009年

6 姚遼軍;復(fù)合材料層間Ⅰ型靜態(tài)及疲勞斷裂機(jī)理研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2016年

7 閆光;軸壓載荷下復(fù)合材料層合圓柱殼的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[D];吉林大學(xué);2013年

8 付麗;基于非局部理論的復(fù)合材料層板脫層的理論與數(shù)值研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 孫衡;三維編織復(fù)合材料壓力容器復(fù)合材料層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究[D];齊魯工業(yè)大學(xué);2019年

2 包瑞君;基于FSP制備ZrB_2+AlN/Al復(fù)合材料的組織和性能研究[D];山東大學(xué);2019年

3 劉帥;鋁合金表面氮弧原位生長(zhǎng)攪拌摩擦復(fù)合材料化處理[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2018年

4 施奇林;腐蝕管道復(fù)合材料修復(fù)層強(qiáng)度分析[D];中國(guó)石油大學(xué)（北京）;2017年

5 唐峰;激光熔注制備ZrO_(2p)/Ti-6Al-4V熱障功能復(fù)合材料層的組織性能研究[D];華中科技大學(xué);2017年

6 劉共田;基于多尺度方法的機(jī)織復(fù)合材料壓力管道失效研究[D];齊魯工業(yè)大學(xué);2018年

7 王濤;激光熔注顆粒增強(qiáng)WC_p/4Cr5MoSiV1復(fù)合材料層磨粒磨損性能及磨損機(jī)理研究[D];華中科技大學(xué);2018年

8 張明杰;嚴(yán)寒地區(qū)混凝土表層粉化病害修復(fù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與研制[D];西南交通大學(xué);2018年

9 田達(dá);增韌—定型雙功能織物的制備及其復(fù)合材料性能研究[D];天津工業(yè)大學(xué);2018年

10 曹聰帥;激光熔注WC/Ni基復(fù)合材料層制備工藝及組織性能研究[D];華中科技大學(xué);2016年

本文編號(hào)：2863450