本文針對金屬內襯復合材料氣瓶進行漸進損傷的數(shù)值模擬并根據不同鋪層方案氣瓶的爆破結果進行優(yōu)化選擇。在ABAQUS軟件中建立了氣瓶模型,選用Hashin失效準則和Tan退化模型提出了漸進損傷理論,通過編寫USDFLD子程序實現(xiàn)對復合材料模型漸進損傷的預測過程,并使用NOL環(huán)驗證了損傷理論的準確性;對不同鋪層方式的氣瓶分別進行爆破結果的預測和漸進損傷分析。NOL環(huán)拉伸破壞結果表明,模擬得到的破壞應力與實際值的誤差為1.9%,證明了漸進損傷理論用于環(huán)形纏繞模型是可行的。氣瓶的爆破預測結果表明,預測的壓力和失效位置與真實試驗結果很接近。不同鋪層的氣瓶的爆破結果比較表明,鋪層角度和數(shù)量對氣瓶爆破壓力及位置有較大影響。氣瓶的漸進損傷分析結果表明,復合材料氣瓶的損傷是一個從基體開裂逐漸過渡到分層缺陷,最終導致纖維斷裂和氣瓶爆破的過程。 

【文章來源】：復合材料科學與工程. 2020年08期 北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

邊界條件和載荷設置

對材料進行漸進損傷分析時,首先要進行應力分析,然后使用失效準則判斷是否發(fā)生失效,若發(fā)生失效則用退化參數(shù)對相應的材料性能進行折減,并更新折減后的剛度矩陣,重新計算應力,重復這個循環(huán)直至材料徹底失效。在ABAQUS軟件中使用USDFLD子程序可實現(xiàn)這一過程,圖2為此過程的流程圖。3.2 損傷失效判據及材料退化

NOL環(huán)拉伸模擬及試驗結果

【參考文獻】：
期刊論文
[1]干紗纏繞復合材料壓力容器的結構設計與強度分析[J]. 陳旦,祖磊,許家忠,劉美軍.  玻璃鋼/復合材料. 2019(02)
[2]基于漸進損傷理論的復合材料開孔拉伸失效分析[J]. 李汝鵬,陳磊,劉學術,曾祥錢,高航.  航空材料學報. 2018(05)
[3]兩種不同鋁內襯碳纖維纏繞復合材料氣瓶受力狀況的對比分析[J]. 周丹,王應軍,孫明清.  玻璃鋼/復合材料. 2016(06)
[4]纖維纏繞復合材料氣瓶研究進展[J]. 徐君臣,銀建中.  應用科技. 2012(04)
[5]碳纖維纏繞儲氫瓶的有限元自緊分析和爆破壓力預測[J]. 張廣哲,王和慧,關凱書.  壓力容器. 2011(08)
[6]基于ANSYS對車用全復合材料CNG氣瓶的安全研究[J]. 岳忠,李曉輝,張樹.  中國安全科學學報. 2011(03)
[7]復合材料氣瓶有限元分析與爆破壓力預測[J]. 常新龍,張曉軍,劉新國,簡斌.  火箭推進. 2008(04)

碩士論文
[1]纏繞復合氣瓶的失效分析[D]. 徐彥龍.武漢工程大學 2015
[2]復合材料層合板損傷失效模擬分析[D]. 李偉占.哈爾濱工程大學 2012



本文編號：2919971