碳纤维缠绕IV型复合材料压力容器的结构设计与研制

目录

声明

第1章 绪论

1.1概述

1.1.1复合材料纤维缠绕技术

1.1.2纤维缠绕复合材料压力容器

1.2研究背景及意义

1.2.1研究背景

1.2.2研究意义

1.3国内外研究现状

1.3.1国内研究现状

1.3.2国外研究现状

1.3.3目前存在的主要问题

1.4论文主要研究内容

第2章 碳纤维缠绕IV复合材料压力容器的设计基础

2.1复合材料力学分析基础

2.1.1各向异性弹性力学基本方程

2.1.2单层板的正轴与偏轴刚度

2.1.3复合材料压力容器筒身段层合板理论

2.2网格理论

2.2.1网格理论设计思路

2.2.2筒身段网格理论

2.2.3封头段网格理论

2.3复合材料压力容器强度准则

2.4数值分析方法

2.4.1有限单元法

2.4.2 ABAQUS与复合材料压力容器分析

2.5本章小结

第3章 IV型内衬的稳定性分析与缠绕张力设计

3.1内衬屈曲力学模型

3.2 特征屈曲与后屈曲分析基础

3.2.1特征值法

3.2.2 Riks法

3.3 IV型内衬稳定性有限元分析

3.3.1内衬尺寸与材料

3.3.2 特征屈曲有限元分析

3.3.3后屈曲有限元分析

3.3基于屈曲分析结果的缠绕张力设计

3.4本章小结

第4章 碳纤维缠绕IV型复合材料压力容器的结构设计

4.1基于网格理论的缠绕层设计

4.2三次样条函数预测封头厚度

4.3缠绕线型的设计与仿真

4.3.1线型设计

4.3.2缠绕线型仿真

4.4本章小结

第5章 碳纤维缠绕IV型复合材料压力容器的强度分析与结构优化

5.1基于设计参数的压力容器精准建模

5.2材料参数

5.3有限元分析模型

5.3.1单元选择与网格划分

5.3.2载荷与边界条件

5.4结果分析与讨论

5.4.1工作压强下结构力学响应分析

5.4.2爆破压强与失效位置预测

5.5结构优化

5.5.1扩孔缠绕

5.5.2封头帽补强

5.6本章小结

第6章 碳纤维缠绕IV型复合材料压力容器的成型

6.1数控纤维缠绕机

6.1.1主轴与导丝头

6.1.2浸胶系统

6.1.3张力系统

6.2压力容器缠绕成型

6.3本章小结

第7章 结论与展望

7.1结论

7.2展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间学术成果