复合材料缠绕管弯曲载荷下的力学性能

复合材料科学与工程 ›› 2013, Vol. 0 ›› Issue (8): 31-34.

复合材料缠绕管弯曲载荷下的力学性能

蔡浩鹏^1*, 王俊鹏¹, 赵锡鑫², 王钧¹

1.武汉理工大学材料科学与工程学院,武汉 430070;
2.湖北江山重工有限责任公司,襄阳 441057

收稿日期:2013-08-05 出版日期:2013-11-28 发布日期:2022-03-22
作者简介:蔡浩鹏(1979-),男,博士,副教授,主要从事复合材料结构及性能研究。

STUDY OF BENDING PROPERTIES OF FILAMENT WINDING PIPE

CAI Hao-peng^1*, WANG Jun-peng ¹, ZHAO Xi-xin², WANG Jun¹

1. School of Materials Science and Engineering, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, China;
2. Hubei Jiangshan Heavy Industry Co., Ltd., Xiangyang 441057, China

Received:2013-08-05 Online:2013-11-28 Published:2022-03-22

摘要/Abstract

摘要： 本文研究了铺层角度对缠绕制品弯曲性能及失效模式的影响,结果表明: ±45°均衡层合板和复合材料管失效应变最大。复合材料缠绕管缠绕角度为 ±45°时,弯曲载荷作用下制品变形最大,破坏时曲率半径为0.35m; 缠绕角度增加,缠绕管柔性急剧降低。缠绕角度为 ±60°时,弯曲破坏曲率半径为0.53m,相比 ±45缠绕管增加了51%。随着缠绕角度的增加,弯曲破坏模式由受压屈曲失效转变为极限应变失效,增大缠绕角度可以抑制受压屈曲造成的失效。

关键词: 复合材料管, 缠绕角度, 四点弯曲, 失效模式

Abstract: The influence of filament winding angle on bending properties and failure mode is studied. Results revealed ±45° laminate and pipe present the maximum failure strain. ±45° winded products have the highest deformability when subjected bending load and the radius of curvature is 0.35m after rupture. When winding angle increases, flexibility of FRP pipe decreases drastically. Radius of curvature after rupture is 0.53m when winding angle is 60°, increased by 51% compared to ±45 winding. As the winding angle increases, failure mode turns from buckling to material failure. Increasing winding angle can effectively suppress buckling.

Key words: FRP tubes, winding angle, four-point bending, failure mode

中图分类号:

TB332
TU599

蔡浩鹏, 王俊鹏, 赵锡鑫, 王钧. 复合材料缠绕管弯曲载荷下的力学性能[J]. 复合材料科学与工程, 2013, 0(8): 31-34.

CAI Hao-peng, WANG Jun-peng, ZHAO Xi-xin, WANG Jun. STUDY OF BENDING PROPERTIES OF FILAMENT WINDING PIPE[J]. COMPOSITES SCIENCE AND ENGINEERING, 2013, 0(8): 31-34.

[1]	邓忠, 余音, 刘龙权, 汪海. 碳纤维增强复合材料曲梁弯曲失效分析[J]. 复合材料科学与工程, 2021, 0(9): 74-78.
[2]	施萌, 汪洋, 吴志斌, 刘富. 民机货舱下部复合材料结构抗坠撞吸能特性试验研究[J]. 复合材料科学与工程, 2021, 0(9): 83-88.
[3]	刘桂玉, 马岩, 初明越, 阳玉球. 碳纤维复合材料管件与金属配件销钉连接的研究[J]. 复合材料科学与工程, 2021, 0(5): 55-60.
[4]	杨钧超, 邹鹏, 邓凡臣, 柴亚南, 熊美蓉. 铺层和尺寸对含孔复材层板拉伸性能的影响[J]. 复合材料科学与工程, 2021, 0(11): 5-11.
[5]	赵玉卿, 姜峰, 黄争鸣. 纤维复合材料层合板在四点弯曲载荷下的损伤分析[J]. 复合材料科学与工程, 2020, 0(2): 10-18.
[6]	朱兆一,李晓文,李妍,熊云峰. 基于内聚力模型的CFRP层合板胶接结构力学行为研究[J]. 玻璃钢/复合材料, 2019, 0(8): 5-10.
[7]	陆依晖, 杨健, 王斐亮, 刘清风. CFRP加固组合梁承载力性能实验研究[J]. 玻璃钢/复合材料, 2019, 0(2): 13-19.
[8]	杨本宁, 郑艳萍, 李成, 侯玉亮. 复合材料胶接单搭接连接强度与失效模式研究[J]. 玻璃钢/复合材料, 2019, 0(2): 26-32.
[9]	李炎, 朱四荣. 剪切地震波作用下埋地复合材料管的响应分析[J]. 玻璃钢/复合材料, 2018, 0(5): 48-52.
[10]	杨凌峰, 蔡浩鹏, 陈恩, 田文华. 碳纤维复合材料缠绕制品抗外压性能研究[J]. 玻璃钢/复合材料, 2018, 0(4): 15-20.
[11]	潘俊, 张东胜, 李鹏, 丛日峰. 深海玻纤增强柔性管截面结构设计及强度分析[J]. 玻璃钢/复合材料, 2018, 0(2): 21-27.
[12]	田建德, 刘保全, 马美琴, 张剑. 纤维张力对复合材料管道缠绕轨迹影响分析[J]. 玻璃钢/复合材料, 2018, 0(2): 41-46.
[13]	郝敏娟, 谢中朋, 岳忠. 四点弯曲载荷作用下复合材料分层演化行为探索[J]. 玻璃钢/复合材料, 2017, 0(8): 25-29.
[14]	马晓红,檀江涛,秦志刚. 二维编织复合材料管件力学性能研究进展[J]. 玻璃钢/复合材料, 2017, 0(6): 100-103.
[15]	张建. 树脂基三维机织复合材料拉伸失效模式研究[J]. 玻璃钢/复合材料, 2017, 0(5): 28-33.