复合材料学报

作者：刘培启, 杨帆, 黄强华, 王迪, 陈祖志, 耿发贵, 古纯霖,

关键词：龙格库塔法, 非测地线缠绕, 有限元模型, 承载能力, 渐进损伤,

利用微分几何理论和四阶龙格库塔法求解气瓶封头上T700碳纤维增强树脂复合材料（CFRP）非测地线缠绕角微分方程，得到稳定的非测地线缠绕轨迹；利用有限元仿真软件建立T700 CFRP缠绕气瓶有限元模型，分析不同非测地线轨迹对工作压力（30 MPa）下T700 CFRP缠绕气瓶强度的影响，并采用渐进损伤模型分析爆破压力的变化规律。对于封头高h=50 mm的T700 CFRP缠绕气瓶，滑线系数为0.2时承载能力最强，比T700 CFRP测地线缠绕气瓶提高了7 MPa，约为6.4%；对于封头高h=160 mm的T700 CFRP气瓶，滑线系数为0.2时承载能力最强，比T700 CFRP测地线缠绕气瓶提高了6 MPa，约为11.5%。结果表明，优化设计得到的缠绕线型既能满足缠绕工艺的基本要求，又提高了T700 CFRP缠绕气瓶的结构力学性能，可为实际缠绕工艺提供参考。

来源：2019年第12期

《复合材料学报》期刊编辑部

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