静水压下含缺陷中厚复合材料圆柱耐压壳的极限强度

作     者：李永胜 王纬波 李泓运 屈平 张建 LI Yongsheng;WANG Weibo;LI Hongyun;QU Ping;ZHANG Jian

作者机构：中国船舶科学研究中心船舶振动噪声重点实验室无锡214082 深海技术科学太湖实验室无锡214082 中国船舶科学研究中心深海载人装备国家重点实验室无锡214082 江苏科技大学机械工程学院镇江212003 

基　　金：国家自然科学基金(52071160) 国家重点研发计划项目(2016 YFC0304300) 

出 版 物：《复合材料学报》 (Acta Materiae Compositae Sinica)

年 卷 期：2023年第40卷第5期

页      码：2639-2652页

摘      要：为探究静水压下含缺陷中厚复合材料圆柱耐压壳的极限强度,以湿法缠绕工艺制备中厚玻璃纤维增强树脂基复合材料(GFRP)圆柱耐压壳结构模型,对其初挠度进行测试,并开展静水压破坏试验,分析了结构的极限承载能力、应变响应和破坏模式。基于实测初挠度及破坏模式,建立含缺陷复合材料圆柱壳的非线性分析有限元模型,同时考虑壳体几何缺陷及承压过程中的复合材料面内损伤,编制ABAQUS接口子程序USDFLD,对模型的损伤过程进行数值模拟,获得静水压下含缺陷中厚复合材料圆柱壳的渐进失效过程,并与试验结果对比验证。研究表明:在静水压下中厚GFRP圆柱壳结构在破坏前载荷几乎呈线性增加,最终破坏模式为材料的压缩破坏,整体屈曲破坏模式不明显。考虑结构的几何缺陷和材料损伤演化后,采用非线性有限元模拟得到的壳体极限强度与试验结果吻合良好,可以作为预测含缺陷中厚复合材料圆柱壳极限强度的方法。采用该方法对影响中厚复合材料圆柱耐压壳极限强度的关键参数进行了研究,为深海复合材料耐压壳的研究设计提供参考。

主 题 词：GFRP圆柱耐压壳 几何缺陷 材料损伤 极限承载 破坏模式 

学科分类：08[工学] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 0835[0835] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.13801/j.cnki.fhclxb.20220718.001

馆 藏 号：203121632...