薄壁内衬复合材料发射筒结构设计与缠绕工艺研究

玻璃钢/复合材料 ›› 2019, Vol. 0 ›› Issue (5): 12-17.

薄壁内衬复合材料发射筒结构设计与缠绕工艺研究

黄通^1,2, 郭保全^{1, 2*}, 栾成龙^1,2, 朱家萱^1,2

1.中北大学机电工程学院,太原030051;
2.中北大学军民融合协同创新研究院,太原030051

收稿日期:2019-01-14 出版日期:2019-05-28 发布日期:2019-05-28
通讯作者: 郭保全(1971-),男,博士,副教授,主要从事现代武器总体结构动力学与仿真技术方面的研究,290211573@qq.com
作者简介:黄通(1995-),男,硕士研究生,主要从事现代武器总体结构动力学与控制技术方面的研究
基金资助:
国家自然科学基金(51275489);山西省自然科学基金(201701D121082)

RESEARCH ON STRUCTURE DESIGN AND PROCESSING TECHNOLOGYOF THIN-WALLED LINER COMPOSITE MATERIAL BARREL

HUANG Tong^1,2, GUO Bao-quan^1,2*, LUAN Cheng-long^1,2, ZHU Jia-xuan^1,2

1.College of Mechatronic Engineering, North University of China, Taiyuan 030051, China;
2.Research Institute of Collaborative Innovation of Military-civilian Integration,North University of China, Taiyuan 030051, China

Received:2019-01-14 Online:2019-05-28 Published:2019-05-28

摘要/Abstract

摘要： 为了探究碳纤维增强复合材料在单兵筒式武器设计中的应用,开展了薄壁内衬碳纤维增强复合材料发射筒结构设计和工艺技术研究。首先,基于弹性理论和网格理论分别建立薄壁内衬层和碳纤维增强层厚度计算模型;其次,基于纤维增强复合材料损伤过程,分析了复合材料筒身的失效形式,讨论了采用不区分失效形式的Tsai-Wu强度准则和区分失效形式的Hashin强度准则的作用影响;最后,阐述了复合材料发射筒的缠绕工艺流程,重点分析了铺层方式和缠绕张力对纤维缠绕工艺的影响。研究结果可以为复合材料发射筒以及纤维增强复合材料圆筒结构的设计和加工提供参考。

关键词: 薄壁内衬, 碳纤维, 厚度计算模型, 失效形式, 加工工艺

Abstract: In order to explore the application of carbon fiber reinforced composite materials in the design of single-barrel weapons, the structure design and process technology of thin-walled carbon fiber reinforced composite material launching tube were studied. Firstly, based on the elastic theory and grid theory, the thickness calculation models of thin-walled inner liner and carbon fiber reinforcement layer are established respectively. Secondly, based on the damage process of fiber reinforced composites, the failure mode of the composite barrel is analyzed, and the influence of the Tsai-Wu strength criterion (without distinguishing the failure form) and the Hashin strength criterion (distinguishing the failure form) on the design of composite barrel is discussed. Finally, the winding process flow of the composite material launching cylinder is expounded, and the influence of the laminating method and the winding tension on the filament winding process is analyzed. The research results can provide reference for the design and processing of composite material launch barrel and fiber reinforced composite cylinder structures.

Key words: thin-wall liner, carbon fiber, thickness calculation model, failure modes, the processing technology

中图分类号:

TB332

黄通, 郭保全, 栾成龙, 朱家萱. 薄壁内衬复合材料发射筒结构设计与缠绕工艺研究[J]. 玻璃钢/复合材料, 2019, 0(5): 12-17.

HUANG Tong, GUO Bao-quan, LUAN Cheng-long, ZHU Jia-xuan. RESEARCH ON STRUCTURE DESIGN AND PROCESSING TECHNOLOGYOF THIN-WALLED LINER COMPOSITE MATERIAL BARREL[J]. Fiber Reinforced Plastics/Composites, 2019, 0(5): 12-17.

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