环形容器的纤维缠绕工艺

介绍了环形容器的纤维缠绕成型的基本原理,提出了环形容器缠绕机设计方案,给出了环形容器缠绕成型的工艺方案.     

纤维缠绕压力容器表面损伤试验研究

通过制作纤维缠绕标准容器试样,并对部分试样表面纤维制作人工损伤,与标准容器试样比较爆破压力,并进行有限元分析、研究其破坏机理,对强度影响程度进行评估。结果表明：表面纤维损伤会造成压力容器在应力水平较低情况下局部发生层间剪切破坏,损伤容器爆破强度平均值降低22．4％,损伤修复后的容器爆破强度降低12．2％。     

纤维缠绕压力容器的爆破压力与纤维强度转换率

纤维的强度性能在纤维缠绕压力容器中不可能得到百分之百的发挥。本文结合容器的爆破试验结果和有限元分析结果计算确定纤维强度转化率。     

不等极孔纤维缠绕球形压力容器的结构设计与性能

本文概要介绍了不等极孔纤维缠绕形压力容器的结构形式，受力状态及纤维铺层设计方法，提出了纤维强度发挥系数与在球体位置关系的函数概念，通过改变特征点的强度发挥系数，可以方便地进行球形容器的结构优化设计。     

纤维缠绕压力容器最佳预应力与缠绕张力关系研究

为提高纤维缠绕压力容器的结构效率,对压力容器纤维缠绕预应力及其内衬形式之间的关系进行了研究,应用压力容器设计的弹性及半弹性分析方法,推导出纤维缠绕张力及其界面最佳预应力之间关系的表达式。     

多向纤维缠绕复合材料圆筒的研制

介绍多向纤维缠绕复合材料圆筒的结构特性及其生产设备,比较了加入轴向纤维前后的复合材料圆筒的性能。结果表明,加入轴向纤维后,多向纤维缠绕复合材料圆筒的轴向性能得到了很大的提高,能够满足工业生产中对高内压及轴向载荷下制品可靠性的要求。     

纤维缠绕压力容器扩极孔工艺研究

复合材料缠绕压力容器封头部位在进行多次螺旋缠绕时,纤维在极孔处堆积严重,造成封头部位厚度的极不均衡,降低了封头部位性能的有效发挥。本文主要对复合材料缠绕压力容器在封头部位的扩极孔缠绕设计进行了一些探索研究。     

纤维缠绕复合材料方管设计研究

作为典型非轴对称回转体构件,复合材料方管在缠绕过程中要求满足稳定缠绕和均匀布满两个工艺条件。基于解析几何,分析方管缠绕丝嘴与芯模的空间关系,推导丝嘴运动轨迹方程,提出基于不滑线理论的方管小角度测地线缠绕设计方法;建立方管测地线周期缠绕理论,分析从不同起始点缠绕的实际误差;设计方管缠绕线型,并应用于实际缠绕,得到其小角度缠绕的一般绕线方程。结果表明,本文提出的方管小角度测地线缠绕理论正确,线型设计方法可靠,得到的丝嘴运动方程合理、精确,能很好地满足复合材料方管缠绕的基本原理和工艺要求。     

机器人纤维缠绕与复合材料柔性制造单元

本文先简要介绍了纤维缠绕复合材料的重要用途，然后分析了采用机器人进行纤维缠绕的优缺点和需要注意解决的问题；展望了采用机器人构成复合材料柔性制造单元的前景，最后文中还给聘了若干国外的应用事例来加以说明。     

纤维缠绕复合材料管件的缠绕图型及纤维波动程度

本文介绍纤维缠绕复合材料管件的图型形成过程,并研究了影响图型的参数及纤维波动程度的计算.研究表明,缠绕图型主要取决于上一循环和下一循环在芯模周向上相隔的等分角数Sp及纤维铺设到紧邻第一次循环铺设的纤维时所完成的循环数Nc.Nc及缠绕角的变化都会影响到纤维波动程度.     

FWRP压力容器的可靠性设计研究

纤维缠绕聚合物基复合材料(FWRP)压力容器在航空航天及民用领域的应用是当前研究热点。减轻结构重量对于性能和成本都具有非常重要意义。为实现FWRP压力容器结构设计和安全评定的高目标,引入可靠性理论,应用统计学原理,基于应力-强度干涉模型,以同一失效概率为标准进行FWRP压力容器结构设计,以取代现应用的传统安全系数法设计。采用无碱无捻玻璃纤维-环氧树脂材料体系,应用同一缠绕工艺制备8个压力容器。试验得到纤维强度、缠绕角、几何尺寸、爆破压力等随机变量特征值。其结构可靠性设计值(纤维缠绕壁厚)与试验结果基本吻合,并显著小于常规设计值。将各设计变量随机分布特征值与压力容器结构设计相结合,实现安全与经济的有效统一,为可靠性设计在FWRP压力容器上的应用与发展提供了依据。     

纤维缠绕压力容器封头壁厚预测方法分析

为建立准确纤维缠绕压力容器结构模型,在前人壁厚预测方法基础上采用多项式逼近算法来预测压力容器封头纤维层厚度。针对封头部分纤维缠绕角不断变化和极孔附近纱线堆叠等影响因素,采用多项式逼近算法进行封头壁厚预测,并与经典算法、精确算法、平面算法壁厚预测值及实际壁厚测量值对比分析,结果表明运用此方法得到的纤维层壁厚预测值与实际壁厚测量值更接近,从而为分析压力容器可靠性提供准确压力容器结构模型。     

低速冲击下含金属内衬的纤维缠绕容器损伤特征

本文基于低速冲击动力学理论和复合材料层合结构损伤破坏准则,采用以不协调模式的八节点块三维有限单元法,研究了在空载和满载下含金属内衬的纤维缠绕容器在冲击下的力学行为,并预测了其冲击损伤分布。在分析中应用修正的Hertzian接触法则来计算在冲击载荷下冲击体和缠绕结构之间的接触力;在时域中采用Newm ark方法求解。通过典型数例研究结果表明,在相同能量的冲击载荷作用下,满载(内压)下的纤维缠绕容器较空载容器更易发生基体开裂和分层破坏。     

多层包扎压力容器设计探讨

对多层包扎压力容器的壳体设计、开孔设计、壳体与封头的连接结构设计、支撑结构设计与吊耳的设计等进行了分析和探讨,指出了加工制作及安装时须注意的问题。     

内衬材料性能对碳纤维缠绕压力容器的轴向残余变形的影响

纤维缠绕压力容器加卸载后的残余变形趋势研究,对提高制品的尺寸稳定性及满足压力容器的合格性认证均有重要指导意义。分析了钛内衬材料性能参数对纤维缠绕压力容器轴向残余变形趋势的影响。针对等张力缠绕压力容器,采用变角度、变厚度的精细化建模方法,建立了碳纤维螺旋加环向缠绕压力容器的筒身和封头段模型。测试了钛内衬材料在不同屈服强度下的力学性能曲线,并利用有限元模型分析了不同材料性能参数所对应的压力容器加卸载后的轴向残余变形。结果表明,经过给定的加卸载过程后,纤维缠绕压力容器总体沿轴向缩短;并且,钛内衬材料屈服强度的改变对容器轴向残余变形量有着显著的影响。     

纤维缠绕复合材料弯管线型设计与仿真

根据微分几何建立弯管的圆环面及圆柱面稳定缠绕方程,给出了圆环面的测地线缠绕解及圆柱面的半测地线缠绕解,并提出了用OpenGL及VC 对所设计的线型进行仿真的具体实现办法.     

碳纤维复合材料高压储氢容器研究与结构设计

氢能的储运技术是氢能利用的关键环节之一。对车用燃料氢气的储存技术进行了综述和比较,提出高压储氢是氢气储存的主要方向之一。阐述了碳纤维复合材料高压容器的技术原理和结构特点,通过改进压力容器的结构形式,达到防止氢气渗漏、延长容器使用寿命、提高系统储氢量等综合性能。     

固体发动机纤维缠绕壳体的成型工艺设计及试验

采用网格理论对缠绕壳体进行了工艺参数的设计计算,计算出缠绕工艺参数,结合微机控制缠绕软件编制程序,提出了强度设计、线型控制、变形校核三位一体的设计思想,确定了缠绕工艺设计的内容、计算方法及所需和所应产生的参数结构,对包络线轨迹进行平滑处理,控制缠绕线型,用实验进行壳体筒身段的强度设计和变形(强度)校核,结果表明理论分析与实验结果能够较好地相互吻合,壳体的爆破压强误差较小,其值小于5%.