复合材料学报

作者：金书明, 李德华, 杨明, 林天一, 许辉, 龚耀华, 张烜维,

关键词：T1000碳纤维, 纤维缠绕, 复合材料壳体, 静力分析, 渐进损伤分析,

为探究T1000级高压强复合材料壳体承压力学特性，本文开展了国产T1000级碳纤维复合材料宏观力学性能横向对比测试，并以此为基础完成复合壳体材料选型，根据工艺铺层信息，结合3次样条厚度预测方法及非测地线缠绕角计算方法，实现壳体的高保真有限元建模，并基于渐进损伤分析方法，对复合壳体封头应力应变响应、复合壳体损伤演化过程、失效模式及爆破压强进行预示，最终通过液压强度试验验证了计算模型的准确性。结果表明：国产T1000碳纤维性能与东丽T1000G相当，且拓展CCF1000S综合性能表现最佳；封头段由壳体与金属接头段刚度不连续引起的变形不协调使该区域受弯曲、拉剪耦合作用，进而导致封头肩部应力水平明显高于两侧；基于三维Hashin损伤准则的渐进损伤模型能有效地描述壳体损伤与失效过程，更能准确地预测壳体爆破压强及破坏位置。

来源：2024年第9期

《复合材料学报》期刊编辑部

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