本文關鍵詞： 復合材料 纏繞圓柱殼 裂縫 失效模式 極限荷載　出處：《材料導報》2017年07期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：為探究穿透裂縫對復合材料纏繞圓柱殼承載能力及失效模式的影響,首先開展不同壁厚含預裂縫復合材料纏繞圓柱殼軸向壓縮試驗。對于A系列厚壁圓柱殼,裂縫導致承載能力下降53.96%,失效模式由局部屈曲轉(zhuǎn)化為裂縫擴展、脆性斷裂;而B系列薄壁圓柱殼均發(fā)生局部屈曲,裂縫使承載能力下降12.59%。其次,采用有限元軟件ABAQUS 6.14,基于非線性RIKS算法,建立軸壓作用下含預裂縫復合材料圓柱殼極限承載能力計算模型,通過引入Hashin失效準則及損傷演化判據(jù),預測結(jié)構(gòu)漸進破壞模式及極限荷載。數(shù)值結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)吻合良好,最大誤差為7.01%,驗證了數(shù)值算法的可靠性。在此基礎上,探討裂縫方向、纏繞角度對含預裂縫復合材料圓柱殼極限承載的影響,可知:對于±55°螺旋鋪層復合材料圓柱殼,隨裂縫角度α增加,極限承載能力先升高再降低,當α=45°時,具備最大承載能力;對于含開縫角α=15°、45°、55°纏繞圓柱殼,隨纏繞角θ增加,其承載能力呈先上升后下降趨勢。且開縫角越小,纏繞角度對極限荷載的影響越大,當纏繞角θ=30°時,達到最大承載能力。
[Abstract]:In order to investigate the effect of penetrating cracks on the bearing capacity and failure mode of composite wound cylindrical shells, the axial compression tests of composite wound cylindrical shells with different wall thickness and pre-cracks were first carried out. The failure mode changes from local buckling to fracture propagation and brittle fracture. The local buckling of B series thin-walled cylindrical shells occurs, and the bearing capacity is reduced by 12.59m due to cracks. Secondly, the finite element software ABAQUS 6.14 is used based on nonlinear RIKS algorithm. The ultimate load-bearing capacity model of composite cylindrical shells with precrack under axial compression is established. Hashin failure criterion and damage evolution criterion are introduced. The numerical results agree well with the experimental data, and the maximum error is 7.01, which verifies the reliability of the numerical algorithm. On this basis, the crack direction is discussed. The effect of winding angle on ultimate bearing capacity of composite cylindrical shell with pre-crack shows that: for 鹵55 擄spiral laminated composite cylindrical shell, with the increase of crack angle 偽, the ultimate bearing capacity first increases and then decreases. The maximum bearing capacity is obtained when 偽 -U is 45 擄; For a cylindrical shell with a crack angle of 15 擄(45 擄) and 55 擄(55 擄), the bearing capacity increases first and then decreases with the increase of angle 胃, and the smaller the angle, the greater the influence of winding angle on ultimate load. When the winding angle is 30 擄, the maximum bearing capacity is achieved.
【作者單位】： 海軍工程大學艦船工程系;
【基金】：國家部委基金資助項目(9140A14080914JB11044)
【分類號】：TB33
【正文快照】： 0引言纏繞復合材料圓殼結(jié)構(gòu)具有比強度高、抗腐蝕性好、絕熱等優(yōu)異特點,被廣泛應用于油氣儲運、航空航天、海洋結(jié)構(gòu)等領域。在使用過程中,由于外載荷和工作環(huán)境等原因易產(chǎn)生裂縫、材料老化等缺陷和損傷,嚴重危害了結(jié)構(gòu)的完整性和使用壽命。在軸壓、內(nèi)外壓、疲勞等載荷作用下,

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本文編號：1459615