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

玻璃钢/复合材料 ›› 2016, Vol. 0 ›› Issue (1): 5-9.

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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

舒明杰,祖磊^*,王继辉,李书欣

武汉理工大学材料科学与工程学院,武汉430070

收稿日期:2015-07-17 出版日期:2016-01-28 发布日期:2016-01-28
通讯作者: 祖磊(1983-),男,博士,教授,主要从事复合材料方面的研究,zulei@whut.edu.cn。
作者简介:舒明杰(1990-),男,硕士研究生,主要从事复合材料方面的研究。
基金资助:
国家自然科学基金(11302168);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(143101001);陕西省自然科学基础研究计划资助项目(2013JQ6018);湖北省自然科学基金(2014CFB140)

EFFECT OF LINER MATERIAL PROPERTIES ON THE AXIAL RESIDUAL DEFORMATION OF CARBON FIBER WOUND PRESSURE VESSEL

SHU Ming-jie, ZU Lei^*, WANG Ji-hui, LI Shu-xin

School of Materials Science and Engineering, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, China

Received:2015-07-17 Online:2016-01-28 Published:2016-01-28

摘要/Abstract

摘要： 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。

关键词: 复合材料, 纤维缠绕, 压力容器, 屈服强度, 残余变形

Abstract: The investigation on axially residual deformation of filament wound pressure vessels has a great significance for improving the dimensional stability of the produced vessels and satisfying the pressure vessel certification. In this paper, the influence of the material properties of the titanium liner on the residual deformation of the isotensoid pressure vessel was evaluated. The accurate modeling method was used to create the cylindrical and dome sections for a helically and hoop overwound pressure vessel. The stress-strain curves of the titanium liners with various yield strength values were experimentally obtained and then substituted into the created finite element model. The axially residual deformation of the pressure vessels corresponding to various liner strengths was calculated. The results show that the filament wound pressure vessel became short in the axial direction after the given loading/unloading procedure. The change in the yield strength of the titanium liner has a remarkable effect on the axially residual deformation of filament wound pressure vessels.

Key words: composite materials, filament winding, pressure vessel, yield strength, residual deformation

中图分类号:

TB332

舒明杰,祖磊,王继辉,李书欣. 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[J]. 玻璃钢/复合材料, 2016, 0(1): 5-9.

SHU Ming-jie, ZU Lei , WANG Ji-hui, LI Shu-xin. EFFECT OF LINER MATERIAL PROPERTIES ON THE AXIAL RESIDUAL DEFORMATION OF CARBON FIBER WOUND PRESSURE VESSEL[J]. Fiber Reinforced Plastics/Composites, 2016, 0(1): 5-9.

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EFFECT OF LINER MATERIAL PROPERTIES ON THE AXIAL RESIDUAL DEFORMATION OF CARBON FIBER WOUND PRESSURE VESSEL

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