復合材料壓力管道由于具有較高的剛度以及強度、失效時安全系數(shù)高、抗腐蝕性能好等諸多優(yōu)點已被廣泛應用于如石油設備、排水工程、工業(yè)防腐等。當前對復合材料壓力管道成型和制造主要采用纖維纏繞制造工藝。盡管纖維纏繞壓力管道能一定程度上的提高復合材料壓力管道的承載能力,但是纖維纏繞壓力管道本質(zhì)上是層合板結構,當其受到載荷作用時,層與層之間的結合僅靠基體粘結,層間結合強度和剪切強度較差,使得纖維和基體界面之間結合不夠理想,易導致分離分層等多種失效方式。考慮到當前復合材料的制造工藝和各種材料之間的優(yōu)缺點,為了克服纖維纏繞壓力管道存在的以上諸多力學性能缺陷,本文將三維正交機織技術應用到復合材料壓力管道的結構設計中,設計了一種機織復合材料壓力管道,與傳統(tǒng)的纖維纏繞壓力管道相比,機織復合材料壓力管道的復合材料層在細觀和宏觀等方面具有較大區(qū)別,全文主要的內(nèi)容分為以下幾點:(1)基于三維正交機織技術,詳細的分析了機織復合材料壓力管道復合材料層中紗線的走向和彎曲程度,基于機織預制體的細觀結構,建立了機織復合材料壓力管道的整體幾何模型和代表性體積單元幾何模型。通過復合材料細觀力學和彈性性能分析對機織復合材料宏觀性能進...

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 復合材料壓力管道研究現(xiàn)狀
        1.2.2 機織復合材料研究現(xiàn)狀
    1.3 目前研究存在的問題
    1.4 本文研究的主要內(nèi)容
第2章 機織復合材料壓力管道結構分析
    2.1 引言
    2.2 三維機織復合材料工藝和結構分析
    2.3 機織復合材料壓力管道實體建模
        2.3.1 模型建立
        2.3.2 纖維體積含量
    2.4 機織復合材料壓力管道復合材料層彈性性能分析
        2.4.1 基本假設
        2.4.2 細觀力學分析
        2.4.3 坐標轉(zhuǎn)換
    2.5 數(shù)值算例與分析
    2.6 本章小結
第3章 機織復合材料壓力管道復合材料層多尺度分析
    3.1 引言
    3.2 多尺度分析的過程
        3.2.1 位移場展開
        3.2.2 細觀結構基本方程
        3.2.3 細觀結構的有效性能
        3.2.4 變分形式
        3.2.5 有限元求解
    3.3 數(shù)值結果和分析
        3.3.1 實體建模和有限元模型建立
        3.3.2 邊界條件
        3.3.3 多尺度分析的有效性
        3.3.4 結果分析
    3.4 本章小結
第4章 機織復合材料壓力管道復合材料層失效分析
    4.1 引言
    4.2 復合材料損傷分析
        4.2.1 復合材料損傷形式和特點
        4.2.2 復合材料失效準則
        4.2.3 剛度屬性退化準則
    4.3 復合材料層失效模擬
        4.3.1 復合材料層幾何模型建立
        4.3.2 單元類型和材料屬性
        4.3.3 網(wǎng)格生成
        4.3.4 邊界條件和載荷施加
        4.3.5 復合材料層失效結果分析
    4.4 本章小結
第5章 結論和展望
    5.1 結論
    5.2 展望
參考文獻
致謝
在學期間主要科研成果



本文編號：3788293