| 复合材料高压气瓶的碳纤维缠绕设计和ANSYS分析技术 |
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| 引用本文： | 李玉峰,靳庆臣,刘志栋.复合材料高压气瓶的碳纤维缠绕设计和ANSYS分析技术[J].推进技术,2013,34(7):968-976. |
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| 作者姓名： | 李玉峰 靳庆臣 刘志栋 |
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| 作者单位： | 兰州空间技术物理研究所,甘肃兰州,730000 |
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| 摘 要： | 为了获得复合材料气瓶合理的有限元分析模型,并能够有效地掌握气瓶固有的变化规律,以不锈钢316L为内衬、碳纤维(T1000GB)/环氧树脂(BA202)为复合层的高压气瓶作为研究对象,介绍了一种采用螺旋缠绕与环向缠绕组合线型的缠绕设计方法.利用该方法确定复合层厚度、缠绕角、缠绕层数等参数,运用ANSYS程序,采用薄壁壳单元shell91建立了复合层多层结构模型,得出了气瓶应力、应变分布规律,并给出了气瓶疲劳破坏点和起裂点处失效参数的变化历程,最后,将ANSYS计算结果与试验实测结果作了比对分析,为定量化研究复合材料气瓶提供准确的数据支持.研究结果表明:ANSYS数值仿真结果与试验结果吻合良好,采用壳单元shell91可以比较正确地模拟复合层的多层结构；柱形复合材料气瓶破坏薄弱点位于简体(靠封头)部位,气瓶受环向膨胀力影响较大,易使其沿纵向撕裂；随瓶内压力升高,薄壁内衬发生完全塑性变形,复合层仅发生弹性变形.
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| 关 键 词： | 复合材料 高压气瓶 碳纤维缠绕气瓶 ANSYS有限元分析 |
| 收稿时间： | 2012/11/29 0:00:00 |
| 修稿时间： | 3/8/2013 12:00:00 AM |
Filament-Wound Design and ANSYS Analysis for Composite Material High-Pressure Vessel |
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| LI Yu-feng,JIN Qing-chen and LIU Zhi-dong.Filament-Wound Design and ANSYS Analysis for Composite Material High-Pressure Vessel[J].Journal of Propulsion Technology,2013,34(7):968-976. |
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| Authors: | LI Yu-feng JIN Qing-chen and LIU Zhi-dong |
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| Institution: | Lanzhou Institute of Aerospace Technology and Physics,Lanzhou 730000,China;Lanzhou Institute of Aerospace Technology and Physics,Lanzhou 730000,China;Lanzhou Institute of Aerospace Technology and Physics,Lanzhou 730000,China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | Composite material High-pressure vessel Carbon fiber overwrapped vessel ANSYS finite element analysis |
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