纤维缠绕复合材料管道等径三通的强度分析

1、 第1期周玉君等纤维缠绕复合材料管道等径三通的强度分析81 3结果分析图3给出了内压为o.8MPa,纤维缠绕方向为55。时,三通的等效应力分布图。从图3可以看出最大等效应力为63.4MPa,位于主管和支管连接处的内壁面,而直管段等效应力比较小。图4是内压为0.8MPa时,沿路径06c,珂和mnz上的等效应力分布图。由图4(a可见,在6点附近,应力均出现了较大的波动,而且6点的应力远大于其他点的应力,产生了应力集中,其应力大小约为直管段应力的5倍。从图4(b、(c可以得出路径出厂和mnf的应力相对比较小,不超过45MPa。图4中嘲霉鬻雾黧雹黧麓誉器雯鍪;蒜;鬻警鬻绺。图3缠绕角55。时等效应力分

2、布图不同的缠绕角度等效应力的分布也不同,在路径口6c中,当缠绕角为55。时,最大应力比o。和90。要低约10MPa;在路径蜮和mnf中,55。缠绕角的等效应力曲线相对于o。和90。较平缓,且其值也比较小。路径a6c/m路径d盯/“(a沿路径n6c(b沿路径蟛图4不同路径的等效应力分布图图5是内压为o.8MPa,缠绕角为55。时,Tsaiwu失效准则强度因子分布图。由图5可见,复合材料管道三通最大强度因子为o.359669,位于主管和支管轴线相交的外壁面,也就是e(n点处,此处最容易发生破环,其强度因子为同样压力和缠绕角的直管强度因子的9倍。图6为不同内压作用下,最大等效应力随缠绕角变化的关系图

3、。从图中可以得出最大等效应力在缠绕角为40。60。时最小。根据强度校核公式得出强度因子.sF同缠绕角仅的关系。图7为最大强度因子随纤维缠绕角的变化关系图,从此图可以看出纤维的缠绕方向会对复合材料管道三通产生很大的影响:当内压为1.4MPa,缠绕角为90。时,最大强度因子为1.151,此时三通已经被破坏;而缠绕角为55。时,最大强度因子为o.626,在安全使用范围内,故缠绕角为55。的承压能力更高。当缠绕角在50。60。时,sF的值形成一个低谷,也就是说缠绕角为50。60。时复合材料管道三通的强度是较好的,这与文献4的结论一致。此外最大等效应力和最大强度因子均随着内压的增加而变大。路径mnZ/m

4、(c沿路径mnZ濑霉篙黼跫鬈黼筏誉赫礞誓鬻秽。图5缠绕角55。时强度因子分布图山邑督燃蜘划蛙缠绕角/(。图6最大等效威力与缠绕角的关系图4结论 纤维缠绕复合材料管道等径三通的强度分析作者:周玉君, 雍歧卫, 梁承志, 孙松杰, 雪城, ZHOU Yu-jun, YONG Qi-wei, LIANG Cheng-zhi, SUN Song-jie, XUE Cheng作者单位:周玉君,雍歧卫,梁承志,雪城,ZHOU Yu-jun,YONG Qi-wei,LIANG Cheng-zhi,XUE Cheng(后勤工程学院,军事供油工程系,重庆401311, 孙松杰,SUN Song-jie(酒泉卫星

5、发射中心,后勤部,酒泉,732750刊名:后勤工程学院学报英文刊名:JOURNAL OF LOGISTICAL ENGINEERING UNIVERSITY年,卷(期:2010,26(1参考文献(7条1.张保贵;孙亮;帅健整圈未焊透三通塑性极限内压的研究期刊论文-压力容器 2006(062.鞠苏大跨度复合材料支架及其快速架撤机构设计 20063.XUE Ming-de;LU Qiu-hai Stress and strength analysis by FEM of fibre reinforced plastic pipe tees subjected tointernal pressure 1996(014.倪爱清;朱以文;王继辉缠绕角对复合材料内压管强度的影响期刊论文-武汉理工大学学报 2006(035.岑章志;郁吉仁;王勖成大型三通三维有限元自动分析(:载荷分析和单元分析 19816.崔海涛;温卫东;佟丽莉纤维