引用本文:顾森东,石晓强,徐涛.超薄钛内衬复合材料高压气瓶力学特性分析[J].上海航天,2020,37(4):74-78.
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超薄钛内衬复合材料高压气瓶力学特性分析
顾森东,石晓强,徐涛
兰州空间技术物理研究所,甘肃 兰州730000
摘要:
以卫星用超薄钛内衬T1000碳纤维增强复合材料高压气瓶为研究对象,基于各向同性材料弹塑性理论及复合材料层合板理论,建立三维有限元分析模型。通过对比分析金属内衬和复合材料层在不同内压下的位移、应力和应变分布规律,得到了这种气瓶在各承压工况下的力学特性,最后通过压力试验结果验证了有限元模型的准确性。研究结果表明:当内压超过气瓶的工作压力时,复合材料气瓶主要发生轴向变形,且内衬既有弹性变形又有塑性变形,复合材料层始终处于弹性变形。此外,气瓶爆破失效薄弱点在筒体与封头的过渡区域,在不均匀应变的作用下易沿环向发生撕裂而爆破。本文的研究成果可为超薄内衬复合材料高压气瓶的设计、试验等提供参考依据。
(Lanzhou Institute of Physics, Lanzhou 73000, Gansu, China)

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