柱形缠绕件的环向缠绕张力设计的理论研究及其数值模拟

摘要

为实现缠绕后的指定张力分布,提出新的环向缠绕张力设计模型及其缠绕张力分析的数值模拟方法.基于离散叠加方法,给出环向剩余张力对内层张力的放松量,建立实现任意剩余张力的环向缠绕张力设计方法.通过有限元模型结合温度参数法,采用逐层位移耦合的计算策略模拟缠绕过程,由给定缠绕张力计算剩余张力.与现有文献的缠绕张力计算方法对比研究表明,现有连续分析模型给出的缠绕张力高于文中离散叠加方法;文中离散分析方法更符合实际,且适用于芯模和缠绕层不同材料的张力设计.该文数值模拟方法可用于多种材料的厚壁缠绕结构的端部以及筒身部分带缠绕角的螺旋缠绕张力分析,给出各种张力计算方法的适用范围.