多向纤维缠绕机缠绕线型及其控制系统的设计

首先对多向纤维缠绕机的结构特性及工作原理进行了概述,然后分别对轴向缠绕、环向缠绕、螺旋向缠绕等的缠绕线型规律进行了分析与计算,并以实现多向纤维缠绕线型为目的,对其相应的控制系统进行了设计。这些为多向纤维缠绕复合材料制品的制造工艺提供了理论上的指导。     

复合材料螺旋缠绕圆筒壳轴向压缩性能有限元分析

本文利用ANSYS有限元软件建立了带有和不带有端部加强层的复合材料螺旋缠绕圆筒壳有限元模型,分析了在一定的压缩载荷和不同缠绕角度下这两种圆筒壳的轴压模量,研究了带有端部加强层圆筒壳的径向位移和层间剪应力分布规律并预测了其破坏形式。     

零度纤维连续缠绕复合材料工艺技术概述

传统的纤维缠绕复合材料的轴向性能偏低,限制了纤维缠绕制品的应用领域,本文介绍了一种新的零度纤维连续缠绕并实现了产业化的工艺,大大提高了纤维缠绕复合材料的轴向力学性能,使其能更好的应用到杆塔等对轴向性能要求较高的产品领域,扩大了纤维缠绕复合材料的应用范围。     

纤维缠绕压力容器扩极孔工艺研究

复合材料缠绕压力容器封头部位在进行多次螺旋缠绕时,纤维在极孔处堆积严重,造成封头部位厚度的极不均衡,降低了封头部位性能的有效发挥。本文主要对复合材料缠绕压力容器在封头部位的扩极孔缠绕设计进行了一些探索研究。     

连续纤维增强热塑性复合材料的浸渍及其缠绕成型

连续纤维增强热塑性复合材料的高韧性赋予其缠绕成型制品良好的耐疲劳性能,可延长制品的使用寿命。本文介绍了连续纤维增强热塑性复合材料缠绕成型工艺的浸渍、加热缠绕以及冷却定型等过程的国内外研究进展。     

纤维缠绕圆筒复合材料固化成型过程机理模型（中）

本文介绍了Springer的一个关于圆筒复合材料纤维缠绕过程的模型。该模型将重要的过程变量如：缠绕速率、纤维张力,操作温度与复合材料筒体和心轴的热化学和力学行为关联起来。以模型为基础编制的程序可以用来计算：1）筒体和心轴内的温度分布。2）筒体内的固化度和粘度的分布。3）纤维的张力和纤维的位移分布。4）筒体和心轴内的应力和应变。5）筒体内的应力和应变分布。     

CNG-2环向缠绕气瓶纤维缠绕残余预应力的优化设计

复合材料气瓶压力容器的纤维缠绕预应力对容器的性能有很大的影响,合理设计纤维预应力可提高复合材料容器的综合性能。借助ANSYS有限元软件,建立了带有纤维缠绕残余预应力的环向缠绕气瓶的有限元参数化模型。在模型中,将纤维缠绕层视为复合材料层合板。按照GB 24160—2009《车用压缩天然气钢质内胆环向缠绕气瓶》的规定,并结合各工况下应力水平的要求建立数学模型,对环向缠绕气瓶的纤维缠绕残余预应力进行优化,得到纤维缠绕残余预应力的最优值,使内胆在工作压力下有较低的应力水平,提高了气瓶的可靠性。     

碳纤维复合材料迫击炮身管结构设计与缠绕工艺研究

纤维增强复合材料具有比刚度高、比强度大的轻量化优势,以及可设计性强、耐腐蚀性优、抗疲劳性好等显著特点,可作为武器装备轻量化设计的绝佳选材。在对迫击炮身管进行受力分析的基础上,提出了采用金属内衬外加碳纤维复合材料增强层的迫击炮复合身管双层结构,介绍了用于迫击炮复合身管加工的缠绕设备和缠绕工艺,基于实验结果,综合分析了碳纤维材料的选择、铺层顺序、纤维缠绕张力等工艺对迫击炮复合身管承压性能的影响,可为火炮复合材料身管以及复合材料承载圆筒的结构设计与加工提供参考。     

轴压作用下缠绕复合材料夹芯圆柱壳力学性能研究

为研究缠绕复合材料夹芯圆柱壳的力学特性,首先开展了缠绕复合材料夹芯圆柱壳模型的轴向压缩试验,得到载荷-位移曲线与应变分布规律;进而,依据复合材料经典层合板理论,将缠绕圆柱壳模型的内外蒙皮均匀化,等效为单向纤维增强复合材料,采用ABAQUS有限元软件对结构模型进行分析,得到不同载荷下的应变规律;最后,将有限元计算结果与试验结果进行对比,轴向刚度误差为10.69%,测点应变值最大误差为12.88%,表明该方法可用于缠绕复合材料夹芯圆柱壳计算,为复合材料夹芯圆柱壳的设计应用提供指导。     

纤维缠绕圆筒复合材料固化成型过程机理模型(上)

本文介绍了Ｓｐｒｉｎｇｅｒ的一个关于圆筒复合材料纤维缠绕过程的模型。该模型将重要的过程变量如：缠绕速率、纤维张力、操作温度与复合材料筒体和心轴的热化学和力学行为关联起来。以模型为基础编制的程序可以用来计算：１）筒体和心轴内的温度分布。２）筒体内的固化度和粘度的分布。３）纤维的张力和位移的分布。４）筒体和心轴内的应力和应变。５）筒体内的应力和应变的分布。     

[+φ/-φ]碳纤维缠绕角管件在拉伸载荷作用下的实验及理论分析

在拉伸载荷作用下,本文对有纬结构和无纬结构的[ φ/-φ]碳纤维缠绕角管件进行了实验及理论分析。实验结果表明,无纬结构管件比有纬结构管件的轴向刚度略高些。本文还采用经典层板理论,结合[ φ/-φ]缠绕管件的特点对其轴向刚度进行计算分析,计算结果与无纬结构管的实验结果基本吻合。     

[＋ψ／-ψ]碳纤维缠绕角管件在拉伸载荷作用下的实验及理论分析

在拉伸栽荷作用下，本文对有纬结构和无纬结构的[＋ψ／-ψ]碳纤维缠绕角管件进行了实验及理论分析。实验结果表明，无纬结构管件比有纬结构管件的轴向刚度略高些。本文还采用经典层板理论，结合[＋ψ／-ψ]缠绕管件的特点对其轴向刚度进行计算分析，计算结果与无纬结构管的实验结果基本吻合。     

纤维缠绕复合材料锥管的挠曲变形计算方法

纤维缠绕的锥形管,由于各截面的纤维层厚在不断变化,弯曲变形计算比较困难。本文以传递矩阵法为基础,计算纤维缠绕锥管在弯曲载荷作用下的挠曲变形,并以实验结果验证了计算结果。本文提出的计算方法比较简便,适合工程应用。     

考虑纤维波动[＋φ／-φ]缠绕角管件的轴向弹性模量计算方法

本文在计算[ φ/-φ]缠绕角管件的轴向弹性模量时,通过引入纤维波动程度参数来计入纤维波动的影响,理论计算结果与层板理论计算结果相比更接近实验结果,说明本文提出的算法,可在一定程度上计入纤维波动的影响。     

现场缠绕玻璃钢大型容器轴向力学性能设计指标的探讨

耐化学腐蚀现场缠绕玻璃钢大型容器行业标准(HG/T3983-2007)第4章4.8.7条中规定容器罐体轴向力学性能以“轴向拉伸强度(MPa)”为指标.此指标通常用于衡量传统的“各向同性”的均质材料,而玻璃钢属于“各向异性”的非均质材料.本文旨在从缠绕玻璃钢的性能特点、“现场缠绕玻璃钢大型容器”产品结构特点、生产工艺、使用状况、试验方法等五方面进行现场缠绕玻璃钢大型容器轴向力学性能指标的探讨,阐述用“单位线强度(kN/m)”作为容器罐体轴向力学性能的指标更为科学.     

芳纶包覆碳纤维增强环氧树脂的轴向压缩性能研究

采用缠绕法制备了芳纶长丝包覆碳纤维束,利用真空辅助树脂转移成型法制备了包覆碳纤维增强环氧树脂.通过电子万能试验机测试了复合材料的轴向压缩性能,研究了长丝缠绕方式、包覆密度和碳纤维束的数量对试样压缩强度及破坏模式的影响.结果表明,芳纶包覆能够提升碳纤维复合材料的压缩强度,随着芳纶长丝包覆密度的增加,压缩强度逐渐增加;相比...     

纤维缠绕复合材料管件的非线性行为分析及计算

随着缠绕角的增大,纤维缠绕管件在拉伸时,应力应变显示出非线性关系.本文针对这一现象,引用Hahn和Tsai的非线性理论,采用片段线性的近似计算法计算纤维缠绕复合材料管件在轴向拉伸时的应力应变关系,计算结果与实验结果有较好的对应关系.     

人工神经网络结合遗传算法对FWRP张力制度的优化

由于纤维缠绕聚合物基复合材料(FWRP)与结构同时形成,因此缠绕成型工艺过程控制(如纤维缠绕张力)对FWRP制品结构抗力具有重大影响。人工神经网络具有超强非线性映射能力,可在特定条件下将缠绕张力与缠绕结构抗力两者由相关关系转化为确定性关系(函数关系)。本文分别以碳纤维和玻璃纤维缠绕聚合物基复合材料制成NOL环试件。在实验基础上采用人工神经网络结合遗传算法对纤维缠绕张力进行优化,取代传统的"试凑法",优化结果与实验吻合。     

纤维缠绕复合材料管件的缠绕图型及纤维波动程度

本文介绍纤维缠绕复合材料管件的图型形成过程,并研究了影响图型的参数及纤维波动程度的计算.研究表明,缠绕图型主要取决于上一循环和下一循环在芯模周向上相隔的等分角数Sp及纤维铺设到紧邻第一次循环铺设的纤维时所完成的循环数Nc.Nc及缠绕角的变化都会影响到纤维波动程度.