發(fā)布時間：2021-03-13 00:09

　　和傳統(tǒng)金屬材料氣瓶相比,復(fù)合材料氣瓶擁高比強(qiáng)度和比剛度、輕量化、高壽命和成本低等優(yōu)點,主要應(yīng)用于航天航空、新能源汽車工業(yè)、民用器械和工業(yè)氣體領(lǐng)域。雖然針對復(fù)合材料氣瓶的力學(xué)性能、缺陷和爆破研究很多,但其中仍存在許多不足之處。如許多研究的缺陷建模采用切分區(qū)域和參數(shù)化方法繁瑣,且不能考慮封頭處纖維角度連續(xù)變化,和內(nèi)膽和復(fù)合材料層共同失效的情形;在有限元預(yù)測氣瓶極限強(qiáng)度時普遍使用最大應(yīng)力、應(yīng)變準(zhǔn)則,沒能考慮纖維漸進(jìn)損傷這一過程。針對該情況,本課題采用理論和有限元建模結(jié)合的方法,研究纖維纏繞氣瓶的結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能。利用有限元軟件ACP建立氣瓶結(jié)構(gòu),明確纖維纏繞層的纏繞角度、厚度與層數(shù)等參數(shù)。按照DOT-CFFC氣瓶標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化自緊力,確定自緊壓力的變化范圍探究應(yīng)力優(yōu)化結(jié)果,確定出該氣瓶的最佳自緊力約為28.8MPa。建立三種類型的缺陷網(wǎng)格,基于設(shè)計爆破壓力44.2MPa分析纖維層各向受力和內(nèi)襯等效應(yīng)力影響情況,發(fā)現(xiàn)缺陷會使軸向相鄰部分區(qū)域應(yīng)力顯著提高,環(huán)向區(qū)域應(yīng)力水平下降。缺陷面積和位置對應(yīng)力幅值影響較小,對應(yīng)力受影響范圍較大,缺陷深度對二者則影響很大。內(nèi)膽和纏繞層在缺陷區(qū)都存在應(yīng)力集中現(xiàn)象,但缺陷... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１碳纖維火箭筒身??

圖１．２全球分品種能源需求［４】??隨著方興未艾的新一輪的工業(yè)、能源革命［５］，全球的產(chǎn)業(yè)、能源格局深刻調(diào)??

圖１．３碳纖維氣瓶??


本文編號：3079229