力学与失效英文2024被引 13

纤维缠绕复合材料气瓶强度与失效分析数值模拟研究

Strength and Failure Analysis of Fiber-Wound Composite Gas Cylinder via Numerical Simulation

Xiaodi Wu, Bo Yang, Song Zhou · Sun Yat-sen University

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期刊 / 来源Materials

卷/期/页17 / 3 / 717-717

DOI10.3390/ma17030717

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关键词：纤维缠绕复合材料气瓶有限元分析自增压Hashin失效准则损伤分析应力分布

摘要整理

基于经典网格理论和相关规范，设计了纤维缠绕复合材料气瓶的结构模型。以设计结果为基础，采用ABAQUS有限元软件建立了铝合金内衬、工作压力为35 MPa的全缠绕复合材料气瓶的有限元模型，分析了其在工作压力和最小爆破压力下的应力分布。根据工程经验，在工作压力前施加适当的自增压可以改善复合材料气瓶的压力承载能力，因此本文分析了自增压的影响。通过设置自增压梯度选择最优自增压值，并基于Hashin失效准则对名义工作压力为35 MPa的气瓶进行了损伤分析。结果表明初始损伤顺序为：基体拉伸损伤先于纤维拉伸损伤出现，损伤一般从螺旋缠绕层开始。拉伸损伤首先出现在筒体与球冠过渡段，螺旋缠绕层的损伤从缠绕层内层向外层发展，而环向缠绕层的损伤从外层向内层发展。

纤维缠绕复合材料气瓶强度与失效分析数值模拟研究

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