开孔复合材料壳体封头的数值模拟及试验

复合材料科学与工程 ›› 2014, Vol. 0 ›› Issue (10): 32-36.

开孔复合材料壳体封头的数值模拟及试验

杨乐^*, 张浩哲, 杨喜军, 刘洪城

中国航天科技集团公司第四院第四十一所,燃烧、流动和热结构国家级重点实验室,西安710025

收稿日期:2014-03-27 出版日期:2014-10-28 发布日期:2021-09-16
作者简介:杨乐(1984-),男,硕士,工程师,主要从事固体火箭发动机总体设计与研究。

FEM SIMULATION AND EXPERIMENTAL STUDY OF COMPOSITE CASE DOME WITH HOLES

YANG Le^*, ZHANG Hao-zhe, YANG Xi-jun, LIU Hong-cheng

The 41st Institute of the Fourth Academy of CSAC, National Key Lab of Combustion, Flow and Thermo-structure, Xi’an 710025, China

Received:2014-03-27 Online:2014-10-28 Published:2021-09-16

摘要/Abstract

摘要： 本文对某ø1m碳纤维壳体前封头开孔状态进行了数值分析和水压试验验证。采用层合单元建立该纤维缠绕壳体的变厚度数学模型,得到开孔后的壳体内压作用下的变形规律。结果表明,采用的计算方法能较好地模拟水压试验情形,变形规律基本一致。封头开孔后金属前接头位移最大,并向赤道位置呈梯度逐渐减小;顺纤维方向应变较大区域分布在孔边分度圆两侧孔径2/3的范围内,大于该范围应变值显著减小;经过孔中心的母线方向应变值从开孔边缘向两侧逐渐增加,最大值小于2100ε。

关键词: 复合材料壳体, 前封头, 有限元分析

Abstract: Numerical and Hydrostatic test method were used to analyze the foe dome with holes of filament winding composite case. A layered solid element was used to simulate the filament winding composite dome with varying thickness.The results reveal that the numerical analysis results of the deformation of the dome agreed with hydrostatic test results. The maximum displacement was located in the fore mental part of the fore dome with holes, and the displacement gradient was decreased towards the euuato. Higher strain distribution along the fiber was located in the pitch circle of the hole edge side anbout 2/3 zone, and the strain significantly was decreaing out the range. And, strain graduslly increases to both sides through the generatrix direction of center hole,the maximum is less than 2100ε.

Key words: filament winding composite, fore domes, finite element ansysis

中图分类号:

TB332

杨乐, 张浩哲, 杨喜军, 刘洪城. 开孔复合材料壳体封头的数值模拟及试验[J]. 复合材料科学与工程, 2014, 0(10): 32-36.

YANG Le, ZHANG Hao-zhe, YANG Xi-jun, LIU Hong-cheng. FEM SIMULATION AND EXPERIMENTAL STUDY OF COMPOSITE CASE DOME WITH HOLES[J]. COMPOSITES SCIENCE AND ENGINEERING, 2014, 0(10): 32-36.

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