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碳纤维复合材料压力容器承压寿命预报方法

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研究目标:

   新能源汽车、火箭发动机系统、卫星等新装备的不断发展,对其携带液体燃料和高压气体的压力容器提出了高可靠、轻质量、长寿命的苛刻要求。轻量化复合材料压力容器正在成为主流产品。但是由于复合材料的非均质各向异性等特点,复合材料压力容器的承压寿命与可靠性分析缺乏科学、实用的方法。本项目将复合材料细观力学、压力容器结构分析和不同层次的验证实验相结合,开发复合材料压力容器寿命可靠性分析测试方法和预报软件。

技术途径:

   由于复合材料增强纤维强度的离散行为导致复合材料压力容器在内部承受压力时呈现出渐进损伤的特征,因此基于组分性能的离散行为分析压力容器的寿命和可靠性。拟通过建立含有界面相的3D复合材料有限元模型,将基体分为弹性、粘弹性和弹塑性三种情况,分析纤维断裂后的应力传递情况,对复合材料的纵向拉伸强度进行预报,并利用试验验证其预报结果;在此基础上,对压力容器的寿命进行分析,为进一步提高复合材料压力容器的可靠性提供技术支持。



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