靜水壓力下碳纖維纏繞復(fù)合材料圓柱殼體應(yīng)變特性及承載能力研究
發(fā)布時間:2021-06-30 09:53
為研究靜水壓力下纖維復(fù)合材料圓柱殼體及不同封頭結(jié)構(gòu)形式的應(yīng)變特性及承載能力,首先開展了靜力測試研究。測試了艙體內(nèi)不同測點(diǎn)的軸向應(yīng)變和環(huán)向應(yīng)變,并且對比分析了橢球封頭和半球封頭承載能力。進(jìn)行爆破實(shí)驗測試,開展應(yīng)變非線性分析,研究測點(diǎn)應(yīng)變與裂紋擴(kuò)展路徑的關(guān)聯(lián),探究結(jié)構(gòu)破壞模式。結(jié)果表明:隨著載荷的增加,應(yīng)變增加,不同測點(diǎn)的應(yīng)變幅值逐漸表現(xiàn)差別,呈不同程度的非線性;沿圓周裂紋的順時針方向,軸向應(yīng)變幅值逐漸降低,降幅達(dá)20%,環(huán)向應(yīng)變幅值逐漸增加,增幅達(dá)94%;載荷增加到一定程度,艙體最終的失效模式是強(qiáng)度破壞,失穩(wěn)形態(tài)不明顯。
【文章來源】:西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2020,38(05)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】:7 頁
【圖文】:
碳纖維纏繞圓柱殼體
測試設(shè)備(見圖3)包括30 MPa高壓釜和動態(tài)應(yīng)變測試系統(tǒng),采樣頻率0.1~200 Hz。實(shí)驗工況包括靜力測試和爆破測試,表1給出不同工況下每個階段的保壓值和保壓時間。艙體應(yīng)變測點(diǎn)位置標(biāo)記如圖4所示。
表1 實(shí)驗工況 工況 階段一 階段二 階段三 壓力/MPa 保壓/min 壓力/MPa 保壓/min 壓力/MPa 保壓/min 靜力 3.1 5 5.1 5 7.1 15 爆破 3.1 2 5.1 2 爆破在殼體L/2中線的內(nèi)壁圓周上均布6個應(yīng)變測點(diǎn),距離艙體兩端L/4的內(nèi)壁圓周180°方位處分別布置1個測點(diǎn)。每個測點(diǎn)分軸向和環(huán)向方向,分別采集軸向和環(huán)向應(yīng)變,其位置及方位如表2所列。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Buckling Optimization of Composite Cylinders for Underwater Vehicle Applications Under Tsai-Wu Failure Criterion Constraint[J]. 沈克純,潘光. Journal of Shanghai Jiaotong University(Science). 2019(04)
[2]靜水壓力下纖維纏繞圓柱殼體的穩(wěn)定性分析[J]. 沈克純,潘光,姜軍,黃橋高,施瑤. 西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2018(05)
[3]水下航行器環(huán)肋復(fù)合材料耐壓殼6σ優(yōu)化設(shè)計[J]. 李彬,龐永杰,朱梟猛,程妍雪. 兵工學(xué)報. 2018(06)
[4]夾層復(fù)合材料耐壓圓柱殼深水靜壓承載特性分析[J]. 陳悅,朱子旭,李永清,唐廷. 海軍工程大學(xué)學(xué)報. 2018(02)
[5]靜水壓力下纖維纏繞復(fù)合材料殼體耐壓因子的優(yōu)化設(shè)計(英文)[J]. 沈克純,潘光,施瑤. 船舶力學(xué). 2017(12)
[6]基于鋪層參數(shù)的復(fù)合材料耐壓殼協(xié)同優(yōu)化設(shè)計[J]. 李彬,龐永杰,程妍雪,朱梟猛. 上海交通大學(xué)學(xué)報. 2017(03)
[7]復(fù)合材料圓柱殼的軸壓屈曲失效試驗[J]. 李峰,劉加順,張恒銘. 復(fù)合材料學(xué)報. 2017(07)
[8]軸壓作用下纏繞復(fù)合材料夾芯圓柱殼力學(xué)性能研究[J]. 陳悅,朱錫,李華東,朱子旭. 玻璃鋼/復(fù)合材料. 2016(07)
[9]復(fù)合材料圓柱殼體水下非線性屈曲數(shù)值分析[J]. 潘光,魯江鋒,沈克純. 哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報. 2015(09)
[10]靜壓作用下夾芯復(fù)合材料圓柱殼失效模式的有限元分析[J]. 李卓禹,朱錫,李華東. 中國艦船研究. 2015(03)
本文編號:3257526
【文章來源】:西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2020,38(05)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】:7 頁
【圖文】:
碳纖維纏繞圓柱殼體
測試設(shè)備(見圖3)包括30 MPa高壓釜和動態(tài)應(yīng)變測試系統(tǒng),采樣頻率0.1~200 Hz。實(shí)驗工況包括靜力測試和爆破測試,表1給出不同工況下每個階段的保壓值和保壓時間。艙體應(yīng)變測點(diǎn)位置標(biāo)記如圖4所示。
表1 實(shí)驗工況 工況 階段一 階段二 階段三 壓力/MPa 保壓/min 壓力/MPa 保壓/min 壓力/MPa 保壓/min 靜力 3.1 5 5.1 5 7.1 15 爆破 3.1 2 5.1 2 爆破在殼體L/2中線的內(nèi)壁圓周上均布6個應(yīng)變測點(diǎn),距離艙體兩端L/4的內(nèi)壁圓周180°方位處分別布置1個測點(diǎn)。每個測點(diǎn)分軸向和環(huán)向方向,分別采集軸向和環(huán)向應(yīng)變,其位置及方位如表2所列。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Buckling Optimization of Composite Cylinders for Underwater Vehicle Applications Under Tsai-Wu Failure Criterion Constraint[J]. 沈克純,潘光. Journal of Shanghai Jiaotong University(Science). 2019(04)
[2]靜水壓力下纖維纏繞圓柱殼體的穩(wěn)定性分析[J]. 沈克純,潘光,姜軍,黃橋高,施瑤. 西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2018(05)
[3]水下航行器環(huán)肋復(fù)合材料耐壓殼6σ優(yōu)化設(shè)計[J]. 李彬,龐永杰,朱梟猛,程妍雪. 兵工學(xué)報. 2018(06)
[4]夾層復(fù)合材料耐壓圓柱殼深水靜壓承載特性分析[J]. 陳悅,朱子旭,李永清,唐廷. 海軍工程大學(xué)學(xué)報. 2018(02)
[5]靜水壓力下纖維纏繞復(fù)合材料殼體耐壓因子的優(yōu)化設(shè)計(英文)[J]. 沈克純,潘光,施瑤. 船舶力學(xué). 2017(12)
[6]基于鋪層參數(shù)的復(fù)合材料耐壓殼協(xié)同優(yōu)化設(shè)計[J]. 李彬,龐永杰,程妍雪,朱梟猛. 上海交通大學(xué)學(xué)報. 2017(03)
[7]復(fù)合材料圓柱殼的軸壓屈曲失效試驗[J]. 李峰,劉加順,張恒銘. 復(fù)合材料學(xué)報. 2017(07)
[8]軸壓作用下纏繞復(fù)合材料夾芯圓柱殼力學(xué)性能研究[J]. 陳悅,朱錫,李華東,朱子旭. 玻璃鋼/復(fù)合材料. 2016(07)
[9]復(fù)合材料圓柱殼體水下非線性屈曲數(shù)值分析[J]. 潘光,魯江鋒,沈克純. 哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報. 2015(09)
[10]靜壓作用下夾芯復(fù)合材料圓柱殼失效模式的有限元分析[J]. 李卓禹,朱錫,李華東. 中國艦船研究. 2015(03)
本文編號:3257526
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