宇航材料工艺
宇航材料工藝
우항재료공예
AEROSPACE MATERIALS & TECHNOLOGY
2014年
4期
25-30
,共6页
不等极孔%纤维缠绕%非测地线%优化
不等極孔%纖維纏繞%非測地線%優化
불등겁공%섬유전요%비측지선%우화
Unequal polar openings%Filament winding%Non-geodesic%Optimization
基于微分几何推导出了不等极孔椭球类容器纤维缠绕的非测地线稳定缠绕方程,并根据薄膜理论、层合板理论、蔡-吴失效准则得到了赤道处纤维层的最小厚度1.281 7 mm,计算出的纤维方向的应力小于纤维的极限强度3.92 GPa.发现纤维缠绕椭球容器的应力状态是赤道处最先发生破坏,且会出现局部失效现象.以缠绕层最小质量M为目标函数,蔡-吴失效准则为约束条件,在给定内压5 MPa的情况下,得到了优化后的容器质量为34.072 kg.相比于等极孔的容器而言,非测地线缠绕具有高度非线性、不稳定性及精度难以控制等问题.
基于微分幾何推導齣瞭不等極孔橢毬類容器纖維纏繞的非測地線穩定纏繞方程,併根據薄膜理論、層閤闆理論、蔡-吳失效準則得到瞭赤道處纖維層的最小厚度1.281 7 mm,計算齣的纖維方嚮的應力小于纖維的極限彊度3.92 GPa.髮現纖維纏繞橢毬容器的應力狀態是赤道處最先髮生破壞,且會齣現跼部失效現象.以纏繞層最小質量M為目標函數,蔡-吳失效準則為約束條件,在給定內壓5 MPa的情況下,得到瞭優化後的容器質量為34.072 kg.相比于等極孔的容器而言,非測地線纏繞具有高度非線性、不穩定性及精度難以控製等問題.
기우미분궤하추도출료불등겁공타구류용기섬유전요적비측지선은정전요방정,병근거박막이론、층합판이론、채-오실효준칙득도료적도처섬유층적최소후도1.281 7 mm,계산출적섬유방향적응력소우섬유적겁한강도3.92 GPa.발현섬유전요타구용기적응력상태시적도처최선발생파배,차회출현국부실효현상.이전요층최소질량M위목표함수,채-오실효준칙위약속조건,재급정내압5 MPa적정황하,득도료우화후적용기질량위34.072 kg.상비우등겁공적용기이언,비측지선전요구유고도비선성、불은정성급정도난이공제등문제.
