發(fā)布時間：2021-03-20 15:42

　　近年來,纖維纏繞環(huán)形壓力容器在飛行器中發(fā)揮著日益重要的作用。其形狀特殊,可以充分利用和節(jié)省空間,且在減輕發(fā)動機系統(tǒng)質(zhì)量,消除質(zhì)心漂移方面具有較大優(yōu)勢。本文針對纖維纏繞環(huán)形容器的設計和制造,提出同時滿足力學結(jié)構(gòu)特性和纏繞工藝性的線型參數(shù)設計方法以符合實際工程需要,并采用改進的高精度模態(tài)應變能法進行結(jié)構(gòu)損傷檢測。第一章簡要地介紹了纖維纏繞概況,闡述了研究開發(fā)環(huán)形壓力容器纏繞CAD/CAM系統(tǒng)的背景及重要意義,以及對復合材料結(jié)構(gòu)層進行損傷檢測的現(xiàn)實意義。第二章推導了測地線纏繞環(huán)形容器的線型方程,利用微分幾何分析了圓環(huán)面上測地線不架空判據(jù),指出了測地線纏繞環(huán)形容器的局限性。第三章提出了均衡型纏繞環(huán)形容器的設計概念。考慮截面厚度變化和初始纏繞條件,給出了環(huán)形容器的均衡纏繞參數(shù)及線型的確定方法。導出了纖維在圓環(huán)面上穩(wěn)定纏繞的充要條件,給出了同時滿足均衡型和穩(wěn)定纏繞雙重條件的線型滑移系數(shù)、相對彎曲半徑以及兩向纖維層厚度比之間的關系。本文還以螺旋向鋪層的初始纏繞角和厚度為變量,以穩(wěn)定纏繞條件和殼體強度要求為約束,纏繞層最小質(zhì)量為優(yōu)化目標,利用序列二次規(guī)劃算法求得了不同爆破壓強下的各項最優(yōu)均衡纏繞參數(shù)。... 

【文章來源】：西安理工大學陜西省

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

纖維纏繞機基本結(jié)構(gòu)示意圖

了待纏繞容器的型體特性的空間數(shù)學模型以后，才能進行的回轉(zhuǎn)曲面是由一個半徑為r 的母圓上每一點繞這個圓所圓心距離為R ）回轉(zhuǎn)而成的（如圖 2-1 所示）。統(tǒng)一的數(shù)學表達式來描述芯模的母線方程：2 2 2( )0x R z ry + = = 0】可知，母圓繞Z 軸旋轉(zhuǎn)后得到的圓環(huán)曲面方程為：2 2 2 2 2( x + y R )+ z =r—管半徑；—圓環(huán)面中心線曲率半徑；—張角， θ ∈ [ 0,2π]；—母圓線型轉(zhuǎn)角， ∈ [ 0,2π]。

圖 2-2 經(jīng)線（ 線）和緯線（θ 線）示意圖Fig.2-2 Schematic of meridian and parallel on torus以寫出圓環(huán)面的角參數(shù)曲面方程為：( cos ) cos( , ) ( cos )sinsinTR rr R rr θθ θ + = + 一、二階偏導數(shù)為：{ }{ }{ }{ }( cos ) sin , ( cos ) cos , 0 ;( cos ) cos , ( cos ) sin , 0 ;sin cos , sin sin , cos ;cos cos , cos sin , sin .r R r R rr R r R rr r r rr r r rθθθ θ θ θ θ θ θ θ θ = + += + += = θ , )點的單位法矢量為： {c os cos ,cos sin ,sin}r rnr rθ θ θ θ ×= =×

【參考文獻】：
期刊論文
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[10]環(huán)形容器的纖維纏繞工藝[J]. 蔣喜志,費春東,馬國峰,姜廣祥.  纖維復合材料. 2005(02)

碩士論文
[1]環(huán)形容器纏繞機設計與仿真[D]. 林喜鎮(zhèn).武漢理工大學 2006



本文編號：3091247