基于邊界層理論復合材料壓力容器可靠性分析
發(fā)布時間：2020-07-19 19:56
【摘要】： 復合材料壓力容器(Composite Overwrapped Pressure Vessel,COPV)具有比強度、比模量高、耐高溫抗腐蝕等優(yōu)異性能,在航空航天、海洋軍工及民用各領域得到廣泛的應用。發(fā)展和完善復合材料壓力容器的可靠性設計理論和方法對于實現(xiàn)航空航天領域中的提高結構性能——價格比和減重的高目標具有極其重要的理論和工程意義。然而,目前復合材料壓力容器的可靠性設計的理論還不成熟,需要進行深入的研究。本文首次將有矩的邊界層理論與可靠性分析結合,給出復合材料壓力容器更為合理的可靠性預測分析。 本文工作主要包括以下內(nèi)容： 首先基于經(jīng)典層合理論和網(wǎng)絡理論對復合材料壓力容器進行了宏觀力學分析,成功地將邊界層理論與經(jīng)典層合理論相結合,推導了COPV的更為真實、合理的廣義內(nèi)力、應變解答的表達式；其次對工程可靠性設計理論和方法的發(fā)展進行了概述,詳細介紹并推導了改進一次二階矩法和Monte-Carlo法；最后,簡要概述了復合材料強度準則,應用應力分配矩陣法計算了單層纖維主軸方向應力,并基于Tsai-Wu強度準則推導建立了極限狀態(tài)方程,完成了復合材料壓力容器可靠性分析。 本文基于MATLAB語言編譯了上述子塊的實現(xiàn)程序,并分別給出算例進行驗證；最后完成了復合材料壓力容器可靠性分析的流程圖,并對某一真實型號的復合材料壓力容器進行可靠性分析,初步驗證了自行編譯程序的合理性和正確性。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：TH49
【圖文】：
大連理工大學碩士學位論文與研究意義ompositeov~鉚edpres二eVessel，C的科技領域應用較成熟的先進的復合材維、Kevlar纖維等，經(jīng)聚合物基樹脂浸圖如圖1.2所示，一般由內(nèi)襯、纖維增其具有比強度高、比模量大、可實現(xiàn)等性能優(yōu)異以及便于大尺寸整體成型等顯各領域的應用日益廣泛[‘周。
段每層厚度:h=0.0003m，纖維纏繞角:心=【一0，0，一0，0，6，一o，o，一61④承受內(nèi)壓:p二3.0加?a由圖3.2給出的計算流程圖，得到該模型壓力容器殼體的內(nèi)力、應變分布如圖3.3所示。x10-a軸向應變ea分布示意圖/I/’尤勻尸J..仍e尹/滬一了了“起俐側娜 0.50經(jīng)典層合理論最終解答50軸向坐標:200y.共加O個單元圖3.3(a)容器回轉殼體軸向應變分布示意圖 Fig.3.3(a)AxialstrainofFilament一 woundshellofrevolution
100150200y.共20。個單元圖3.3(b)容器回轉殼體環(huán)向應變分布示意圖 Fig.3.3(b)CireumferentialstrainofFilament一 woundshellofrevolution軸向內(nèi)力n。分布示意圖3·5盯\經(jīng)典層合理論最終解答及曰卜日日f曰曰日勺J 2.5”只彼誼辭 1.5 050100150圖3.3(c)容器回轉殼體軸向內(nèi)力分布示意圖200 Fig.3.3(e)AxialforeeofFilameni一oundshellofrevolution
本文編號：2762891
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：TH49
【圖文】：
大連理工大學碩士學位論文與研究意義ompositeov~鉚edpres二eVessel，C的科技領域應用較成熟的先進的復合材維、Kevlar纖維等，經(jīng)聚合物基樹脂浸圖如圖1.2所示，一般由內(nèi)襯、纖維增其具有比強度高、比模量大、可實現(xiàn)等性能優(yōu)異以及便于大尺寸整體成型等顯各領域的應用日益廣泛[‘周。
段每層厚度:h=0.0003m，纖維纏繞角:心=【一0，0，一0，0，6，一o，o，一61④承受內(nèi)壓:p二3.0加?a由圖3.2給出的計算流程圖，得到該模型壓力容器殼體的內(nèi)力、應變分布如圖3.3所示。x10-a軸向應變ea分布示意圖/I/’尤勻尸J..仍e尹/滬一了了“起俐側娜 0.50經(jīng)典層合理論最終解答50軸向坐標:200y.共加O個單元圖3.3(a)容器回轉殼體軸向應變分布示意圖 Fig.3.3(a)AxialstrainofFilament一 woundshellofrevolution
100150200y.共20。個單元圖3.3(b)容器回轉殼體環(huán)向應變分布示意圖 Fig.3.3(b)CireumferentialstrainofFilament一 woundshellofrevolution軸向內(nèi)力n。分布示意圖3·5盯\經(jīng)典層合理論最終解答及曰卜日日f曰曰日勺J 2.5”只彼誼辭 1.5 050100150圖3.3(c)容器回轉殼體軸向內(nèi)力分布示意圖200 Fig.3.3(e)AxialforeeofFilameni一oundshellofrevolution
【參考文獻】
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1 沈軍;CFRP纏繞壓力容器可靠性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2006年
本文編號：2762891
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