碳纤维复合材料壳体轴压稳定性分析与试验验证

作     者：栗永峰 周伟勇 张磊 杜鹏程 LI Yongfeng;ZHOU Weiyong;ZHANG Lei;DU Pengcheng

作者机构：国防科技大学空天科学学院长沙410073 中国航天科工集团有限公司六院四十一所呼和浩特010010 中国人民解放军96901部队北京100095 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(11872372) 国防科技大学科研计划资助项目(ZK17-02-06) 

出 版 物：《固体火箭技术》 (Journal of Solid Rocket Technology)

年 卷 期：2020年第43卷第2期

页      码：186-191页

摘      要：针对碳纤维复合材料壳体轴压稳定性问题,提出了理论推导、数值模拟和试验验证相结合工程计算方法,获得了铺层相关参数对轴压稳定性的影响规律。基于层合板理论,计算了碳纤维复合材料壳体的等效弹性常数;以?150 mm碳纤维复合材料圆筒为研究对象,通过壳体破坏性轴压试验,验证了理论计算和有限元数值模拟的正确性;计算了碳纤维缠绕角及增加0°铺层对复合材料弹性常数的影响规律。研究结果表明,通过引入修正系数k=0.4,理论计算结果与实际轴压破坏载荷较为接近;通过增加0°铺层数,能够大幅度地提高壳体刚度,且对刚度提升的贡献远大于所引起的重量增加。复合材料刚度是决定壳体临界轴压载荷的关键因素,固体发动机设计过程中增加材料刚度可有效提升其轴压稳定性。

主 题 词：碳纤维复合材料壳体 等效弹性常数 临界轴压 稳定性分析 

学科分类：08[工学] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 0802[工学-机械学] 0825[工学-环境科学与工程类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.7673/j.issn.1006-2793.2020.02.009

馆 藏 号：203931492...