復(fù)合材料壓力管道由于具有較高的剛度以及強(qiáng)度、失效時(shí)安全系數(shù)高、抗腐蝕性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)已被廣泛應(yīng)用于如石油設(shè)備、排水工程、工業(yè)防腐等。當(dāng)前對(duì)復(fù)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(fù)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(jié)構(gòu),當(dāng)其受到載荷作用時(shí),層與層之間的結(jié)合僅靠基體粘結(jié),層間結(jié)合強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度較差,使得纖維和基體界面之間結(jié)合不夠理想,易導(dǎo)致分離分層等多種失效方式�？紤]到當(dāng)前復(fù)合材料的制造工藝和各種材料之間的優(yōu)缺點(diǎn),為了克服纖維纏繞壓力管道存在的以上諸多力學(xué)性能缺陷,本文將三維正交機(jī)織技術(shù)應(yīng)用到復(fù)合材料壓力管道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)了一種機(jī)織復(fù)合材料壓力管道,與傳統(tǒng)的纖維纏繞壓力管道相比,機(jī)織復(fù)合材料壓力管道的復(fù)合材料層在細(xì)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(diǎn):(1)基于三維正交機(jī)織技術(shù),詳細(xì)的分析了機(jī)織復(fù)合材料壓力管道復(fù)合材料層中紗線的走向和彎曲程度,基于機(jī)織預(yù)制體的細(xì)觀結(jié)構(gòu),建立了機(jī)織復(fù)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(guò)復(fù)合材料細(xì)觀力學(xué)和彈性性能分析對(duì)機(jī)織復(fù)合材料宏觀性能進(jìn)...

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(fù)合材料壓力管道研究現(xiàn)狀
        1.2.2 機(jī)織復(fù)合材料研究現(xiàn)狀
    1.3 目前研究存在的問(wèn)題
    1.4 本文研究的主要內(nèi)容
第2章 機(jī)織復(fù)合材料壓力管道結(jié)構(gòu)分析
    2.1 引言
    2.2 三維機(jī)織復(fù)合材料工藝和結(jié)構(gòu)分析
    2.3 機(jī)織復(fù)合材料壓力管道實(shí)體建模
        2.3.1 模型建立
        2.3.2 纖維體積含量
    2.4 機(jī)織復(fù)合材料壓力管道復(fù)合材料層彈性性能分析
        2.4.1 基本假設(shè)
        2.4.2 細(xì)觀力學(xué)分析
        2.4.3 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換
    2.5 數(shù)值算例與分析
    2.6 本章小結(jié)
第3章 機(jī)織復(fù)合材料壓力管道復(fù)合材料層多尺度分析
    3.1 引言
    3.2 多尺度分析的過(guò)程
        3.2.1 位移場(chǎng)展開
        3.2.2 細(xì)觀結(jié)構(gòu)基本方程
        3.2.3 細(xì)觀結(jié)構(gòu)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(jié)果和分析
        3.3.1 實(shí)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(jié)果分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 機(jī)織復(fù)合材料壓力管道復(fù)合材料層失效分析
    4.1 引言
    4.2 復(fù)合材料損傷分析
        4.2.1 復(fù)合材料損傷形式和特點(diǎn)
        4.2.2 復(fù)合材料失效準(zhǔn)則
        4.2.3 剛度屬性退化準(zhǔn)則
    4.3 復(fù)合材料層失效模擬
        4.3.1 復(fù)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(fù)合材料層失效結(jié)果分析
    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
在學(xué)期間主要科研成果



本文編號(hào)：3788293