玻-碳纤维复合材料气瓶疲劳性能研究及优化分析

混杂纤维复合材料具有单一增强纤维复合材料不具备的优异性能。以100 L的CNG-2型气瓶为例,将纤维混杂法技术应用于复合材料气瓶,并采用有限元法对玻-碳纤维复合材料气瓶疲劳性能进行研究及优化。结果表明:在当量厚度比一定的基础上,能使复合材料气瓶疲劳性能和纤维利用率得到提高的最佳混杂比为2∶5,提高其爆破压力的最佳混杂比为5∶8;通过优化,气瓶复合材料层的体积减少了30.3%,质量减少了36.3%。     

复合材料气瓶漏点定位分析研究

某复合材料气瓶在疲劳试验中远低于平均疲劳寿命时即发生漏水,通过对复合材料气瓶整体损伤研究、异常区泄漏判定研究及微观分析,定位了漏水部位并对低疲劳寿命原因进行了分析.结果表明:内衬在制造过程中产生的微小凹坑缺陷是导致复合材料气瓶低疲劳寿命的原因,在疲劳试验中,凹坑缺陷作为疲劳裂纹源,产生应力集中,引发裂纹扩展,最终形成穿透性裂纹,导致复合材料气瓶提前泄漏.     

金属内衬纤维缠绕复合气瓶自紧压力优化

为了达到提高承载能力和疲劳寿命的目的,往往在气瓶固化之后水压试验之前,对气瓶进行自紧处理。本文以市场上常见的钢制内胆E玻璃纤维复合气瓶为研究对象,采用Ansys有限元分析软件,建立各向同性金属材料和各向异性复合材料层的有限元分析模型,分析了自紧压力变化对气瓶应力和疲劳寿命的影响,最后确定气瓶最佳自紧压力。     

复合材料气瓶高低温条件下的疲劳及爆破性能研究

本文缠绕成型130 L复合材料气瓶,进行了充放气疲劳及水压爆破试验,并且采用声发射的检测方法对充放气疲劳试验过程进行了监控。试验结果表明:充放气疲劳过程中复合材料气瓶除了承受内压载荷作用,同时还承受由于充放气导致的温度变化产生的热应力,内压以及热应力对气瓶的损伤较大,会导致气瓶疲劳后的爆破压强下降。     

全复合材料车用天然气气瓶使用寿命的计算与分析

本文在系统地研究了一些使用因素对某型车用天然气气瓶强度影响的基础上,利用损伤理论进行了全复合材料车用天然气气瓶使用寿命的计算与分析.首先系统地阐述了基于疲劳损伤理论的气瓶寿命的计算方法;再根据车用全复合材料天然气气瓶在使用过程中的一些因素对气瓶强度的影响进行了探讨;最后在某型车用气瓶强度分析的基础上依据损伤理论以及计算方法给出了该型气瓶的使用寿命情况,同时也系统地分析了一些使用因素对气瓶寿命的影响.该计算方法与分析过程可以为车用天然气气瓶的安全使用以及检测提供理论基础和依据.     

硅橡胶复合材料的多轴疲劳寿命计算及优化设计

基于裂纹扩展理论,采用Python语言开发了橡胶的多轴疲劳寿命算法并进行了试验验证,并计算了硅橡胶哑铃形单轴拉伸试样、平面拉伸试样及十字形等双轴拉伸试样的疲劳寿命;为兼顾硅橡胶复合材料的发电性能和疲劳寿命,采用总能量密度(PI)来评估复合材料的综合性能.结果表明,通过PI评估发现,等双轴拉伸下应变能密度(W)最大,开裂...     

4L复合材料高压气瓶的研制与验证

本文研究的4L复合材料高压气瓶具有大长径比(5.68),需进行10 000次压力循环的疲劳试验,疲劳试验之后不得有肉眼可见的损伤、变形和渗漏的缺陷。依据气瓶的性能要求设计铝合金内衬和复合材料铺层,确定内衬的结构尺寸和缠绕工装形式,选择合理的复合材料铺层,通过爆破试验和疲劳爆破试验对设计的方案进行验证,结果表明:方案科学合理。     

橡胶复合材料疲劳损伤研究方法概述

介绍了撕裂能法、疲劳寿命曲线法和损伤力学方法在橡胶复合材料疲劳损伤研究中的应用。撕裂能法只能适用于特定的材料模型和载荷范围;采用疲劳寿命曲线法,只能通过获取大子样空间,运用概率统计的方法来处理,才能得到准确的疲劳特性和可靠寿命;研究层合的橡胶复合材料的疲劳损伤更具实际意义。     

薄壁金属内衬复合气瓶自紧压力的有限元分析及性能研究

本文研究自紧压力对薄壁金属内衬复合材料气瓶性能的影响规律。采用有限元分析方法对气瓶的自紧过程进行数值模拟,缠绕成型复合材料气瓶,进行水压疲劳及爆破试验验证,并在试验过程中引入声发射监测。试验及分析结果表明,自紧压力对薄壁金属内衬复合材料气瓶的疲劳及爆破性能影响较大,自紧压力过大会使得气瓶复材层出现树脂开裂、纤维断裂等损伤,导致复合气瓶爆破强度值下降。疲劳试验结果表明,自紧压力过大容易导致薄壁内衬提前进入屈服状态,降低疲劳寿命。针对薄壁金属内衬复合材料气瓶,其自紧压力的选取必须充分考虑金属内衬在自紧及工作过程中的应力值,使其在合理区间。     

复合材料缠绕气瓶在随机振动环境下的力学分析

本文以固定在支架上的复合材料缠绕气瓶为研究对象,研究其在使用过程中的随机振动下的应力,结合三区间法和Miner准则进行疲劳寿命评估。在此基础上,以最长寿命内衬为目标,对气瓶的固定件-绑带进行优化分析,并给出了快速确定绑带间距的方法。     

氧化锌对天然橡胶疲劳特性的影响

研究了不同类型的氧化锌对天然橡胶硫化胶拉伸疲劳性能、压缩疲劳性能以及剪切疲劳性能的影响。结果表明,氧化锌类型对天然橡胶力学性能的影响不大,而对疲劳性能的影响显著,其中纳米氧化锌会使天然橡胶疲劳寿命下降,化学纯氧化锌有助于提高天然橡胶疲劳性能。     

玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的疲劳性能研究

利用自制的新型疲劳实验装置,对玻璃纤维(GF)增强聚丙烯(PP)复合材料进行疲劳性能研究,得到PP/GF复合材料在不同初始应力、不同振幅、不同频率下疲劳性能与GF含量的关系.结果表明,初始应力、振幅、频率越大,材料疲劳拉伸性能越差.初始应力较大时,初始应力的变化对PP/GF材料疲劳性能的影响更为明显,振幅在75 ～80...     

炭黑/白炭黑补强硫化胶的疲劳过程及使用寿命预测

应用断裂力学的方法，解析和预测了采用高耐磨炭黑与白炭黑并用补强体系的天然橡胶。在疲劳过程中形变能密度的变化，疲劳破坏寿命和断裂特征，建立了数学模型，预测了胶料动态疲劳破坏寿命。研究结果表明，在天然橡胶中采用高耐磨炭黑与白炭黑并用补强体系，随白炭黑用量的增加。胶料疲劳破坏寿命延长，胶料内部潜在缺陷减小，裂纹扩展速度减慢，形变能密度下降缓慢，建立的数学模型能较好地预测含高耐磨炭黑与白炭黑补强体系的胶料疲劳破坏寿命。     

天然橡胶的疲劳特性研究进展

叙述了天然橡胶的疲劳特性，着重归纳了天然橡胶的破坏机理及影响其疲劳破坏的主要因素。     

JB4732-95 免除疲劳分析条款中有关问题的探讨

经实例分析 ,对JB4 732— 95标准中有关的问题进行了探讨。     

多晶氧化铝的静疲劳及循环疲劳的研究

研究了多晶氧化铝的静疲劳和循环疲劳。结果表明,Al_2O_3在循环疲劳时,最高应力累计时间是促进裂纹扩展的主要原因。但在σ_(max)较低时,应力周期变化的作用不可忽视。循环疲劳的裂纹扩展指数n值小于静态疲劳的n值。不同循环应力条件下,n值亦不相同。     

陶瓷的高温疲劳失效破坏准则

对陶瓷高温疲劳破坏特性进行了研究,并提出高温疲劳评价方法和破坏准则。第一准则是评价疲劳强度-寿命的疲劳破坏准则;第二准则是评价热应变一时间的热应变损伤准则;第三准则是评价变形-应力-时间的高温疲劳变形准则。文中还提出了评价强度-寿命的逐级加载法,该法节省试验时间、使用方便。     

合成氨大型压缩机部件断裂原因分析

分析探讨了压缩机零件疲劳裂的形貌特征原因和防止措施。     

橡胶疲劳性能研究进展

综述了动态载荷下疲劳对橡胶物理机械性能的影响、影响橡胶疲劳的因素、橡胶疲劳性能的研究方法及橡胶疲劳的机理。指出橡胶制品的疲劳寿命取决于橡胶的抗疲劳断裂性能 ,研究橡胶的疲劳特性对于结构抗疲劳设计和疲劳寿命预报模型的建立是极其重要的。     

丁腈橡胶疲劳老化性能的影响研究

通过压缩疲劳、拉伸疲劳老化实验研究丁腈橡胶性能在疲劳老化过程的性能变化,结果表明：丁腈橡胶硫化胶经过不同压缩疲劳老化时间后,其硬度值、疲劳温升和永久形变率均在疲劳前期迅速增大,后期增大速率变缓;随着拉伸疲劳次数的增加,硫化胶的总交联密度降低,拉伸强度和断裂伸长率先增加后降低;随着拉伸疲劳次数的增加,σ10/σ0、σ2/σ0的变化规律相似,均呈现为先降低后增高最后趋于恒定的趋势。