纤维束张紧力缠绕复合材料飞轮的预应力分析

摘要

利用在纤维束缠绕时施加张紧力,使得固化成型后的飞轮内部形成一定的预加径向压应力,这是提高飞轮径向强度的有效方法之一.本文基于过盈配合的思想,建立了计算张紧力缠绕导致的复合材料飞轮内部应力和变形的物理模型和方法,并利用叠加原理获得总体应力和总体变表.通过算例分析发现:恒定张紧力缠绕产生的环向应力在半径方向上先减小后增大,径向压应力不断变小;飞轮设计中仅仅依靠张紧力缠绕是不够的,不必须和固化成型后的厚壁筒之间的过盈套装一起来设计合理的径向预加压应力.