碳纤维复合材料增强金属内衬压力管道预应力计算及强度分析

摘要

碳纤维复合材料增强金属内衬的压力管道应用广泛,其长期可靠工作的关键是选择良好的增强材料和设计合理的内衬应力.本文以无捻高强度碳纤维增强金属内衬、湿法缠绕成型的压力管道为研究对象,分析了该类结构的材料模型、失效形式、强度准则,对无捻碳纤维的缠绕预应力施加规律进行了理论分析和实验探索,发现了行业普遍难以对其缠绕预应力精确计算的关键原因,研究提出了新的计算方法,采用数值分析的方法获得了一定压力下的结构强度,并与实验结果进行比较,两者非常吻合.