为更准确地应用有限元分析方法解决树脂基复合材料纤维缠绕的小型压力容器的强度问题,文中提出利用“单元死活”模拟纤维缠绕过程的简易有限元数值计算方法,并通过使用这种方法对复合材料等强度缠绕的某型号小型压力容器进行计算模拟,证明方法的正确性。这种计算方法的提出将为压力容器的优化设计、分析等研究提供更为充分、可靠的依据。
在压力容器尤其是小型压力容器中,普遍使用金属芯复合材料预应力缠绕的设计,这种结构的小型压力容器由于其造价低、性能优良等特点,在很多领域都有很好的应用前景。
为了获得缠绕后压力容器的最佳性能,在复合材料缠绕工艺中,各层的张力将根据设计需要有所不同,这使得对这种结构的压力容器进行准确的有限元建模和强度研究变得非常困难。本文介绍如何在有限元计算中,巧妙地使用“单元死活”对缠绕过程进行模拟,从而实现对金属芯模及复合材料层内部的应力应变状态进行有限元分析和研究的方法。在对某型号压力容器缠绕的计算和分析中,该计算方法获得了非常满意的结果,为改进该型号压力容器缠绕工艺的设计和缠绕后的应用研究提供了重要的参考。
资料下载: 多层复合材料缠绕的“单元死活”有限元计算方法.pdf