一、FRP圆环压力容器纤维缠绕运动规律分析（论文文献综述）
尚耀星,李瑶,于天,姜超凡,王业硕,杨光,孔祥东,焦宗夏[1]（2021）在《轻量化复合材料液压缸现状及挑战》文中指出液压元件及系统广泛应用于运载设备、重载机器人和飞行器等移动装备。出力大、功重比高是液压传动区别于其他传动最明显的优势之一。液压缸作为液压系统最主要的执行元件,现有技术的液压缸重量大,严重制约主机性能提升,其科学减重可进一步提升功重比,对实现装备的节能减排,提高承载能力、机动性能和续航能力具有突出意义。通过深入剖析轻量化复合材料液压缸的迫切需求、轻量化途径、轻质材料选择、研究现状与市场现状,对轻量化复合材料液压缸的发展进行综述。强度-密度比极高的纤维增强聚合物复合材料（Fiber reinforced polymer,FRP）,是高压轻量化液压缸的优选材料,减重潜力巨大。结合应用FRP制造轻量化液压缸的约束条件,重点阐述各向异性FRP的设计参数影响规律、异质材料复合结构设计、异质材料复合结构控形控性制造、密封-摩擦副、性能表征等5个挑战。论述面向轻量化、耐高压、低泄漏、低摩擦、耐疲劳等特征的液压缸的主要挑战和发展趋势。
曾文蕾[2]（2021）在《玻璃纤维复合材料压力容器缠绕成型工艺的研究》文中提出压力容器在现代的工业以及生活当中是必不可少的设备。传统的压力容器大多都是纯金属制造或者以金属或者合金作为内衬制造,结构简单但价格昂贵,成本较高,在一定程度上限制了压力容器的应用。复合材料压力容器的性能与压力容器的内衬成型工艺、纤维的缠绕层数、缠绕角度和缠绕方式等制造工艺密切相关。文章通过有限元仿真分析的方法,去设计压力容器的缠绕成型参数。本文主要针对玻璃纤维复合材料低压压力容器的内衬、缠绕层的设计分析展开工作。以高密度聚乙烯为内衬材料,设计内衬的结构参数、成型工艺,以及对内衬的成型进行有限元分析,并设计内衬成型的模具。通过研究缠绕成型的切点,对压力容器的缠绕线型,进行分析;对缠绕层以及缠绕厚度进行设计。然后通过CADWIND数值模拟的方法,与理论分析做对比。在CADWIND的基础上建立容器的有限元模型,然后使用有限元软件对压力容器的失效强度进行研究。研究压力容器在受到均匀的内部压力1.5MPa,3MPa,5MPa时的强度。通过实验进行验证有限元仿真分析的结果,并进行优化。本文研究可以为玻璃纤维复合材料低压容器的设计与使用提供参考。
惠虎,柏慧,黄淞,杨宇清[3]（2021）在《纤维缠绕复合材料压力容器的研究现状》文中进行了进一步梳理介绍了纤维增强树脂基复合材料以及纤维缠绕压力容器的分类和应用,归纳了纤维缠绕压力容器在国内外常用的相关标准,并针对其设计优化和健康监测与检测两个方面,总结了国内外的研究进展。
蔡雅琪[4]（2020）在《纤维缠绕复合材料压力容器内衬稳定性研究》文中提出含金属内衬复合材料压力容器与传统金属压力容器相比,其在保持强度的同时,不仅很大程度上减轻了重量,也满足了工程需求,得到了航空航天系统的青睐,在能源的储运方面更是得到了广泛的应用。复合材料压力容器在生产过程中,往往会对压力容器先进行自紧工艺处理,这样纤维的优异性能才能被充分施展,从而显着地增高压力容器整体的承载能力。然而由于金属内衬和复合材料的性能不匹配,自紧过程中金属内衬会产生不可逆的塑性变形,而复合材料却仍在弹性范围内,在自紧压力卸载后,内衬与复合材料之间存在压应力,金属内衬在较高的压应力时状态易发生失稳,从而影响压力容器的使用寿命。然而,目前国内外学者对复合材料压力容器的研究大多集中在强度分析和材料失效等方面,对内衬稳定性的研究比较匮乏。本文整理了国内外学者关于管道内衬屈曲问题的一些研究,发现纤维缠绕复合材料压力内衬屈曲问题接近于管道收缩屈曲问题,两者均为外层向内收缩引起的内衬屈曲。但现有的内衬屈曲模型只能用于解决基于二维平面应变假设的弹性屈曲分析,而复合材料压力容器内衬的凹陷和屈曲变形均为三维尺度上的,并不能用传统的二维平面应变模型进行简化。考虑诸多的材料非线性和几何非线性因素,通过解析法推导临界屈曲载荷较为困难。因此,本文首先建立了基于二维平面应变假设的内衬屈曲有限元模型,数值模拟结果与Vasilikis的模拟结果吻合良好,验证了有限元分析的合理性。然后将二维模型拓展为三维模型,通过修改单元节点坐标的方式将三维波凹缺陷引入到有限元模型,采用有限元非线性分析技术,考虑了大变形、初始几何缺陷、接触非线性和材料非线性等因素,对内衬的稳定性进行了分析。本文建立了复合材料压力容器内衬局部屈曲分析模型,考虑自紧工艺的影响,研究了初始凹陷的深度、轴向尺寸、环向尺寸以及压力容器轴向应力和环向应力比等因素对临界屈曲载荷的影响。研究表明:复合材料压力容器局部屈曲的临界屈曲载荷有较强的缺陷敏感性。
路四方[5]（2020）在《油气钢管线碳纤维复材限爆研究》文中研究说明随着中国经济的快速发展及城镇一体化的推进,城市规模不断扩张,原有远离城市的输油气钢管线逐渐被新建建筑物包围,由此带来的安全距离不足给人民财产安全造成威胁。输油气管道随服役年限的增加,由于腐蚀等因素产生缺陷发生油气泄漏时,如果遭遇明火极有可能发生连续爆炸。在爆炸荷载作用下,裂纹沿着钢管轴向持续发展,由此引发的连续爆炸会带来严重的人员伤亡和经济损失。因此,如何有效限制油气管线的连续爆炸是当下亟需解决的一个重要工程问题。碳纤维增强复合材料具有轻质、高强、耐腐蚀、抗疲劳、施工速度快等诸多优点,已在工程结构加固改造中得到了广泛应用。若在油气管线表面沿一定长度缠绕碳纤维增强复合材料限爆环（以下简称限爆环）,对阻断爆炸荷载导致管线表面裂纹的连续发展并降低连续爆炸导致的损失具有重要意义。因此,本文以内爆炸荷载作用下输油气管道的动力响应及碳纤维复材限爆环对钢管裂纹的约束效果为研究对象,采用爆炸试验和ANSYS/LY-DYNA有限元模拟相结合的方式开展研究:（1）研究爆炸冲击波在封闭钢管内的传播规律,开展以炸药量为变量的钢管内爆炸试验,得到不同乳化炸药质量下爆炸冲击波到达钢管表面的超压时程曲线,加速度及应变数据,通过对数据分析得到爆炸冲击波在钢管内传播的数学计算模型。（2）研究钢管在内爆炸荷载下的破坏机理,进行大药量内爆炸试验,根据试验条件可知钢管内爆炸属于近场爆炸,对于钢管破坏因素主要为超压、冲量和温度。由于温度传播速率远远低于爆炸冲击波,故可忽略。根据拉梅公式和冲量准则,推导出爆炸冲击波超压和冲量耦合作用下钢管的破坏准则及数学表达式。（3）研究限爆环约束下管道裂缝尖端的应力应变场。根据裂纹的形貌特征,钢管在内爆炸荷载下的裂缝为Ⅰ型裂缝。为确定限爆环约束下Ⅰ型裂缝尖端应力强度因子,通过一系列带限爆环的钢管内爆炸试验,得到钢管及限爆环在爆炸荷载下的典型破坏特征,分析限爆环对裂缝尖端应力应变场的影响规律,建立爆炸荷载作用下的裂纹扩展数学计算模型。（4）研究钢管在不同药量下内爆炸荷载下的超压时程曲线和冲量,利用ANSYS/LY-DYNA有限元进行仿真模拟,对钢管在不同质量乳化炸药下的试验工况进行模拟,分析到达钢管表面超压和应变的大小,并与钢管内爆炸试验进行对比,验证数值模拟的正确性,根据得到的数据,进一步修正钢管在爆炸荷载作用下破坏的计算模型。
尹超[6]（2020）在《节段拼装式BFRP管材约束混凝土墩柱拟静力试验及数值分析研究》文中进行了进一步梳理目前装配式桥梁墩柱已经在非震区、低烈度区中得到了较为广泛应用,但是因为对其抗震性能缺乏充分认识,导致其在地震高烈度区的应用受到了限制。已有研究表明,FRP管材约束混凝土柱在往复荷载作用下,具有较高的极限承载力和良好的延性耗能能力。本文设计了3个采用不同连接方式的节段拼装式BFRP管材约束混凝土墩柱试件,和一个采用整体BFRP管材约束混凝土墩柱的对照试件,并对试件进行了拟静力加载试验。采用通用有限元软件ABAQUS及其子程序PQ-fiber建立了试件的有限元模型,对试件的加载全过程进行了模拟和参数分析。根据试验结果、数值计算和理论分析,研究了试件接缝处的力学行为,主要内容及结论如下:（1）、在水平往复荷载作用下,采用钢筋连接的试件的峰值强度为整体式管材试件的81.3%,采用BFRP筋连接的试件的峰值强度为整体式管材试件的82.9%,采用BFRP布连接的试件的峰值强度为整体式管材试件的89.4%,这表明本文设计的用于连接相邻节段的特殊连接构件可以有效地传递相邻节段间的荷载;（2）、通过与试验结果对比,本文采用梁单元并考虑材料滞回特性建立的有限元模型可以很好地模拟节段拼装式BFRP管材约束混凝土墩柱在往复荷载作用下的力学行为,此模型可以用于分析此种组合柱的抗震性能;（3）、参数分析结果表明,BFRP管材厚度、核心混凝土强度和接缝处纵向配筋率是影响节段拼装式BFRP管材约束混凝土墩柱抗震性能的重要指标,随着BFRP管材厚度的增加,试件的初始刚度、峰值承载力、延性和耗能能力均增加;随着核心混凝土强度的增加,试件的初始刚度、峰值承载力增加,试件的延性和耗能能力随着核心混凝土强度增加而降低;随着配筋率的增加,试件的初始刚度、峰值承载力、延性和耗能能力均有所增加;（4）、对节段拼装式BFRP管材约束混凝土墩柱的柱顶水平承载能力和柱体极限变形能力进行了分析和研究,提出了计算设计建议。
张阳[7]（2020）在《塑料内胆容器纤维缠绕挑剪/挂纱装置设计与研究》文中研究说明作为塑料内胆容器的主要成型手段,纤维缠绕技术在国内已经发展至成熟和完善阶段。同时,纤维缠绕机作为实现缠绕工艺的主要设备,其先进程度标志着缠绕技术的发展水平。尽管我国在五轴以下缠绕机的多项关键技术上已经达到了国际先进水平,但在提升产线自动化程度的相关辅助装置的研制与开发方面仍处于起步阶段,缺少系统性的研发与论证。较为典型的是缠绕前的挂纱作业与缠绕后的挑剪纱作业仍依赖操作人员手动实现,这直接导致了缠绕工艺流程的不完善与生产效率、制品品质的低下。针对这种现状,本文基于五轴三工位龙门式纤维缠绕机设计了一款简洁、稳定、高效的自动挑剪/挂纱装置,对其方案、结构、控制系统进行了设计与研究,具体工作如下:（1）分析了国内外纤维缠绕机及辅助设备的发展现状,基于缠绕机的工作原理制订了两种不同形式的挑剪/挂纱装置方案,通过可行性分析确立了最优方案。该方案下的挑剪/挂纱作业需要张力装置的配合实现,由此展开张力装置的方案设计并整合而成纤维缠绕挑剪/挂纱装置的总体方案,绘制了工作流程图。（2）利用Solid Works软件建立了纤维缠绕挑剪/挂纱装置的整体三维模型。在认识缠绕机结构驱动模块的基础上,首先对挑剪/挂纱装置的作业原理进行分析,对主要功能机构——挑纱、剪纱与挂纱机构进行了具体设计并就驱动件完成了计算选型。其次对张力装置的浸胶机构、执行与检测机构进行建模分析与标准器件的选型。该装置的设计符合缠绕机的结构尺寸要求,并能够配合张力装置完成高质量、稳定的自动挑剪/挂纱。（3）基于挑剪/挂纱装置的控制需求确立了上位工控机+下位Clipper运动控制卡的控制系统总体架构。采用了模块化的设计思想,对包括伺服控制模块、气动逻辑控制模块与外围电路模块在内的硬件部分进行了详细的电路设计与端口分配,并对伺服单元的工作参数与Clipper卡的相关变量进行了定义。在程序设计方面,利用了Pewin32 Pro2软件的人机界面针对挑剪纱作业设计并编写了Clipper卡的相关运动程序和PLC程序,并对代码进行了具体说明。（4）搭建了挑剪纱机构样机,采用PID+速度/加速度前馈+滤波算法对偏摆电机位置控制的相关增益变量进行了整定,在完成通讯与调试的基础上通过实验深入研究了影响机构剪纱效果的相关因素,验证了设计的合理性。
秦继豪[8]（2019）在《三通管缠绕路径设计及CAD/CAM技术研究》文中进行了进一步梳理三通管是一种常用的连接件,主要用于流体运输和结构支撑。树脂基纤维增强复合材料以树脂为基体,纤维为增强相。由其成型的复合材料三通管比强度高、耐腐蚀性能好,兼具了金属管道和塑料管道的优点,被广泛应用于航空航天等领域。但目前三通管的纤维缠绕成型工艺还停留在手工成型阶段,产品一致性差,成型效率低。本文以等径三通管为研究对象,旨在攻克三通管纤维缠绕CAD/CAM技术,实现三通管的自动化缠绕。本文遵循“先分后总”的轨迹设计思路,提出了设计面片的概念,将三通管轨迹设计问题转化为圆柱、圆环和平面面片的轨迹设计问题。通过分析T形结和直管的外形特点,得到了轨迹需遵循的对称性规律和缠绕方向规律。并以此为基础,通过综合各面片及其边界的拓扑信息,完成了T形结和直管的非测地线轨迹生成算法。为了得到一条连续的轨迹,需要连接直管上各段的轨迹。本文将直管轨迹分为内外轨迹,证明了只要直管上存在外部轨迹,就存在不成环连接方式的定理,并给出了不成环的连接算法。根据缠绕软件反馈的未布满区域,通过在未布满区域上添加新的设计点生成缠绕轨迹,实现了三通管的布满。根据缠绕设备结构及运动形式,对缠绕轨迹进行了后置处理。通过将出纱点约束在包络面上得到出纱点位置;对由出纱点位置所引起的设备和模具、纤维和模具之间的干涉进行了分析,通过删除干涉轨迹,插入过渡轨迹解决了干涉问题;推导并根据丝嘴尺寸修正了四坐标和五坐标缠绕中的机器运动坐标;通过约束偏摆坐标,解决了五坐标缠绕在缠绕支管时,偏摆幅度过大引起的设备和模具之间的干涉问题。基于C++和Qt框架开发了三通管缠绕专用设计软件FiberStudio,包括三通管参数化设计、纤维轨迹设计、轨迹后处理和运动仿真等模块。通过合理控制OpenGL的绘制方式,解决了三通管和纤维束之间、不同层纤维束之间的遮盖问题。推导了在三通管表面拾取设计点的计算公式,通过拾取点的交互方式,加快了轨迹设计的迭代速度。最后,使用FiberStudio规划了三通管的缠绕轨迹,并使用桌面缠绕机和六轴机器人进行了缠绕实验,验证了轨迹规划算法和后处理算法的正确性。
赵盼[9]（2019）在《火箭发动机氧化剂贮箱端盖结构预浸纤维铺放技术研究》文中提出复合材料具有高比强度、高比刚度、轻质量、耐腐蚀等特点,尤其在制品减重方面的优异表现,被广泛应用于航空、航天、船舶及汽车等领域,而先进的复合材料成型技术是实现高性能复合材料结构件制造的重要保证。复合材料氧化剂贮箱是固液混合火箭的关键结构件,目前主要以纤维缠绕/铺放成型含内衬的复合材料结构为主,然而含内衬贮箱的复合材料层与内衬外表面容易分层,导致制品性能下降,同时较重的内衬会大大增加火箭的重量。因此,对无内衬复合材料氧化剂贮箱成型技术的研究已引起学者们越来越多的关注与重视,具有十分重要的理论意义和工程应用价值。无内衬复合材料氧化剂贮箱由两侧的端盖和中间的圆柱形部件组成,其中两侧端盖为非可展曲面,纤维铺放工艺过程复杂;另外,无内衬复合材料氧化剂贮箱与含钢、铝内衬贮箱的强度与气密性方面相比,其对纤维铺放成型工艺、工艺参数设计以及制品性能控制等提出了更高的要求。针对上述问题,本文基于机器人纤维铺放实验平台,提出了氧化剂贮箱端盖纤维铺放成型工艺方法,同时对纤维铺放工艺参数对制品层间剪切强度的影响机制等内容进行了深入分析与讨论。论文的研究内容主要包括以下几点:第一,建立了无内衬氧化剂贮箱端盖铺放成型工艺与装备系统。通过对无内衬氧化剂贮箱纤维铺放工艺过程分析,设计了氧化剂贮箱工艺结构。依据复合材料弹性力学理论与最大应变失效准则,确定了铺层角度和铺层数。对端盖曲面过渡区域采用多丝束铺放,并通过对两侧纤维束与芯模表面易产生间隙的现象进行实验分析,确定了单次最多铺丝数量。同时,针对非可展曲面端盖机器人纤维铺放工艺过程,基于对端盖芯模支撑随动机构的动力学与运动学分析,从总体结构布局、伺服驱动方式及运动控制系统等方面对该机构进行设计,建立了完整的氧化剂贮箱端盖铺放系统。第二,建立了恒工艺参数制品层间剪切强度经验模型。基于对机器人纤维铺放工艺过程的分析,以铺放压力、铺放速度与热气炬温度为关键过程工艺参数,并选取层间剪切强度为优化目标。根据响应面Box-behnken设计实验,通过恒工艺参数铺放实验以及层间剪切强度测试实验,建立了恒工艺参数与制品层间剪切强度映射模型,并利用方差分析验证了模型的可靠性及有效性;根据模型的仿真结果,分析了工艺参数对制品层间剪切强度的影响规律,并获得了恒工艺参数纤维铺放成型最优工艺参数组合。第三,建立了铺放工艺参数对层间结合度的多层作用机理模型。采用有限元法分析橡胶压辊与复合材料基底接触变形过程,获得压辊下压量、接触压应力与变形接触区域长度的作用关系,并通过分析铺放过程中的压力作用规律,建立了多层压力分布模型。同时,对热气炬沿厚度方向加热及散热过程进行分析,建立了基于热传导方程的多层温度分布模型。其次,基于预浸纤维丝束的微观形貌,对纤维铺放层间结合过程进行研究,建立了纤维铺放成型两层粘合层间结合度理论模型。继而以上述模型为基础,建立铺放工艺参数对层间结合度的多层作用机理模型。第四,提出了层间结合度均匀性优化方法。基于铺放工艺参数对层间结合度的多层作用机理模型,分析工艺参数沿厚度方向对层间结合度的单因素和多因素耦合作用规律。同时,针对纤维丝束转向过程,采用梁弯曲理论分析了丝束应力状态,并对压辊内外速度不平衡进行研究,确定了纤维波纹产生的原因。基于此,提出并通过实验验证了使用多组件式压辊可有效减小纤维波纹高度。最终,分别以沿厚度方向或铺放宽度方向层间结合度均匀达到最优为目标进行工艺参数优化设计,并通过实验验证了该最优工艺能够有效提高层间结合度的均匀程度以及制品的层间剪切强度。第五,进行了无内衬氧化剂贮箱端盖纤维铺放参数设计与成型实验研究。根据无内衬复合材料氧化剂贮箱端盖纤维铺放的工艺特点,结合铺放工艺参数对层间结合度的多层作用机理模型,以各铺层的层间结合度均匀最优为目标进行参数设计,获得各个铺层的最优工艺参数组合,并使用机器人纤维铺放系统对端盖进行成型加工。通过实验制品截面显微镜检测、制品层间剪切强度实验检测以及静水压力实验,验证了无内衬氧化剂贮箱端盖纤维铺放加工方法的可行性,以及该优化方法提高端盖层间剪切强度的有效性。
郭凯特,王春,文立华,校金友[10]（2019）在《不等开口纤维增强树脂复合材料缠绕壳体非测地线线型设计》文中指出线型设计是纤维增强树脂（FRP）复合材料缠绕壳体设计的一项重要研究内容,它对壳体FRP复合材料缠绕制品的质量起关键作用。本文针对不等开口极孔或不同形状封头的FRP复合材料压力容器壳体,基于非测地线缠绕方程,提出了一套非测地线缠绕线型设计方法,建立了根据已知缠绕线型和芯模转角来确定相应的切点数和纱片宽度的计算模型,开发出了一套FRP复合材料缠绕壳体仿真软件系统,对非测地线缠绕线型进行了计算机图像仿真与检验。结果表明:各个设计区间的仿真结果满足设计要求,没有出现缠绕角突变、纤维分布不规律和纤维在局部严重重叠等异常现象。该仿真软件系统可以为工程人员在实际壳体缠绕之前提供参考,缩短缠绕线型迭代试错周期,同时也为后续缠绕角及缠绕顺序等缠绕参数的优化奠定了基础。
二、FRP圆环压力容器纤维缠绕运动规律分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、FRP圆环压力容器纤维缠绕运动规律分析（论文提纲范文）
（1）轻量化复合材料液压缸现状及挑战（论文提纲范文）
| 0前言 |
| 1 液压缸轻量化需求分析 |
| 2 轻量化液压缸设计分析 |
| 2.1 轻量化途径分析 |
| 2.2 轻质高强材料选择分析 |
| 2.3 应用FRP制造液压缸的约束条件 |
| 3 FRP复合材料液压缸研究现状 |
| 4 应用复合材料制造液压缸的挑战 |
| 4.1 纤维增强层如何设计 |
| 4.1.1 材料特性 |
| 4.1.2 层合结构 |
| 4.2 异质材料复合结构如何设计 |
| 4.2.1 FRP与金属连接 |
| 4.2.2 连接结构其他考虑事项 |
| 4.3 异质材料复合结构如何控形控性制造 |
| 4.4 密封-摩擦副如何保证 |
| 4.4.1 金属衬 |
| 4.4.2 涂层 |
| 4.5 如何进行全面性能表征 |
| 5 结论 |
（2）玻璃纤维复合材料压力容器缠绕成型工艺的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1.复合材料压力容器概述 |
| 1.2.纤维缠绕成型工艺概述 |
| 1.2.1.内衬的成型工艺 |
| 1.2.2.纤维缠绕工艺 |
| 1.2.3.纤维缠绕设备 |
| 1.3.复合材料压力容器的特点及应用 |
| 1.3.1.复合材料压力容器的特点 |
| 1.3.2.复合材料压力容器的应用 |
| 1.4.研究的目的及意义 |
| 1.5.论文主要研究内容及研究思路 |
| 第二章 压力容器内衬的结构设计及其吹塑成型有限元分析 |
| 2.1.压力容器的结构设计及成型 |
| 2.1.1.高密度聚乙烯内衬结构设计 |
| 2.1.2.内衬成型工艺 |
| 2.2.压力容器内衬成型的有限元分析 |
| 2.2.1.有限元模型的建立 |
| 2.2.2.结果分析 |
| 2.3.压力容器内衬的模具设计 |
| 2.3.1.型腔的设计 |
| 2.3.2.分型面的设计 |
| 2.3.3.口模及底部嵌块的设计 |
| 2.4.本章小结 |
| 第三章 缠绕成型工艺的设计和仿真分析 |
| 3.1.纤维的选择与确定 |
| 3.2.线型的设计 |
| 3.3.缠绕参数的设计与计算 |
| 3.4.CADWIND缠绕成型仿真分析 |
| 3.5.本章小结 |
| 第四章 玻璃纤维复合材料压力容器的有限元分析 |
| 4.1.网格理论 |
| 4.2.玻璃纤维复合材料的失效准则 |
| 4.3.复合材料压力容器有限元分析 |
| 4.3.1.有限元模型建立 |
| 4.3.2.结果分析 |
| 4.4.本章小结 |
| 第五章 实验分析 |
| 5.1.方案设计 |
| 5.2.实验过程 |
| 5.3.固化 |
| 5.4.实验数据分析 |
| 5.4.1.爆破实验 |
| 5.4.2.实验结果分析 |
| 5.5.实验优化 |
| 5.6.本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间学术成果 |
| 致谢 |
（3）纤维缠绕复合材料压力容器的研究现状（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 复合材料 |
| 2 复合材料压力容器 |
| 2.1 复合材料压力容器的应用现状 |
| 2.1.1 航天航空领域的应用 |
| 2.1.2 储气领域的应用 |
| 2.1.3 石油化工领域的应用 |
| 2.2 复合材料压力容器的相关标准 |
| 2.2.1 纤维缠绕复合材料压力容器标准 |
| 2.2.2 呼吸气瓶标准 |
| 2.2.3 车用压缩天然气气瓶标准 |
| 3 复合材料压力容器的设计及优化 |
| 4 损伤的监测与检测评估方法研究 |
| 4.1 声发射无损检测技术 |
| 4.2 光纤法 |
| 4.3 超声波无损检测技术 |
| 4.4 其他无损检测技术 |
| 5 结语 |
（4）纤维缠绕复合材料压力容器内衬稳定性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 内衬屈曲研究进展 |
| 1.2.1 内衬屈曲二维分析模型 |
| 1.2.2 内衬屈曲的三维分析模型 |
| 1.3 本文研究工作及主要内容 |
| 2 稳定性问题的基本理论 |
| 2.1 有限元屈曲理论 |
| 2.1.1 线性特征值屈曲 |
| 2.1.2 非线性屈曲分析 |
| 2.1.3 稳定性分析中涉及的非线性有限元问题 |
| 2.2 本章小结 |
| 3 基于平面应变假设的复合材料压力容器内衬屈曲分析的有限元模型 |
| 3.1 有限元几何模型建立 |
| 3.2 引入初始缺陷 |
| 3.3 有限元计算结果 |
| 3.4 模型验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于三维模型的考虑内凹缺陷的复合材料压力容器内衬屈曲分析 |
| 4.1 含金属内衬复合材料压力容器自紧过程有限元分析 |
| 4.1.1 有限元模型建立 |
| 4.1.2 边界条件与载荷施加 |
| 4.1.3 残余应力分析 |
| 4.2 引入初始凹陷的复合材料压力容器内衬屈曲分析 |
| 4.2.1 三维凹陷模型 |
| 4.2.2 含三维初始凹陷的内衬屈曲有限元模型 |
| 4.2.3 计算结果 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 复合材料压力容器内衬屈曲失效的参数敏感性分析 |
| 5.1 凹陷尺寸敏感性分析 |
| 5.1.1 凹陷深度对临界屈曲载荷的影响 |
| 5.1.2 凹陷轴向尺寸对临界屈曲载荷的影响 |
| 5.1.3 凹陷环向尺寸对临界屈曲载荷的影响 |
| 5.2 纤维缠绕层弹性模量对屈曲载荷的影响 |
| 5.3 环向与轴向应力比对临界屈曲载荷的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（5）油气钢管线碳纤维复材限爆研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 爆炸冲击荷载下结构动力响应的研究现状 |
| 1.2.2 裂缝尖端应力应变场的研究现状 |
| 1.2.3 纤维复材用于钢管的研究现状 |
| 1.3 本文主要研究工作 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 2 内爆炸荷载下钢管裂纹的理论分析 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 爆炸荷载的基本理论 |
| 2.2.1 爆炸荷载及分类 |
| 2.2.2 爆炸相似理论 |
| 2.2.3 基于试验数据爆炸冲击波的传播规律 |
| 2.3 内爆炸下钢管的应力分析 |
| 2.3.1 超压作用下钢管的应力 |
| 2.3.2 冲量荷载作用下钢管的应力 |
| 2.3.3 碳纤维复材限爆环对钢管的约束作用 |
| 2.4 裂纹尖端应力应变场的规律 |
| 2.4.1 裂纹的分类 |
| 2.4.2 Ⅰ型裂纹尖端应力应变场的分析 |
| 2.4.3 Ⅰ型裂纹尖端应力强度因子的分析 |
| 2.4.4 裂纹临界长度的计算 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 爆炸冲击波在钢管中传播规律法的试验研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 爆炸传播规律试验方案 |
| 3.2.1 试验设备 |
| 3.2.2 试验尺寸 |
| 3.2.3 试验工况设计 |
| 3.2.4 测点布置 |
| 3.2.5 雷管及乳化炸药参数 |
| 3.3 爆炸传播规律数据及分析 |
| 3.3.1 超压试验数据分析 |
| 3.3.2 加速度试验数据分析 |
| 3.3.3 应变试验数据分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 设置碳纤维复材限爆环的钢管内爆试验研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 钢管材性试验 |
| 4.2.1 试验材料 |
| 4.2.2 试验设计及试件制作 |
| 4.2.3 试验过程 |
| 4.2.4 试验结果 |
| 4.3 输油管道的内爆炸荷载试验 |
| 4.3.1 试验材料 |
| 4.3.2 试验工况设计及制作 |
| 4.4 内爆炸试验结果分析 |
| 4.4.1 不同纤维布层数下钢管的内爆炸试验结果 |
| 4.4.2 不同纤维布粘贴方法钢管的内爆炸试验结果 |
| 4.4.3 裂纹尖端应力应变场分析 |
| 4.4.4 管道环向应力计算模型及临界裂纹长度的验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 碳纤维复材限爆环缠绕钢管内爆下的数值模拟 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 建立有限元模型 |
| 5.2.1 LS-DYNA简介 |
| 5.2.2 Lagrange算法、Eluer算法及ALE算法 |
| 5.2.3 材料模型及状态方程 |
| 5.2.4 接触、边界条件和实体单元 |
| 5.2.5 建立几何模型 |
| 5.3 数值模拟结果验证和模拟 |
| 5.3.1 爆炸冲击波的传播过程 |
| 5.3.2 爆炸冲击波超压峰值 |
| 5.3.3 钢管及碳纤维复材限爆环破坏形状对比 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
（6）节段拼装式BFRP管材约束混凝土墩柱拟静力试验及数值分析研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 FRP约束混凝土柱基本力学性能研究 |
| 1.2.2 FRP约束混凝土柱抗震性能研究 |
| 1.2.3 节段拼装混凝土墩柱抗震性能研究 |
| 1.3 研究的必要性 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.5 技术路线 |
| 第2章 BFRP约束混凝土分段构造墩柱拟静力试验设计 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 试验方案 |
| 2.2.1 节段间连接件设计 |
| 2.2.2 试件设计 |
| 2.2.3 加载设计 |
| 2.2.4 测点布置 |
| 2.3 试件制作 |
| 2.3.1 玄武岩纤维管材加肋处理 |
| 2.3.2 节段间的连接件制作 |
| 2.3.3 模板制作及钢筋绑扎 |
| 2.3.4 浇筑混凝土及试件养护 |
| 2.3.5 主要材料性能 |
| 2.4 试件加载过程 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 试验结果及分析 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 损坏和失效模式 |
| 3.2.1 试件损坏模式 |
| 3.2.2 接缝处裂缝发展 |
| 3.3 滞回耗能性能 |
| 3.3.1 滞回曲线 |
| 3.3.2 骨架曲线 |
| 3.3.3 刚度和强度退化曲线 |
| 3.4 应变发展 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 BFRP约束混凝土分段构造墩柱有限元模拟及影响参数分析 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 有限元模型的建立 |
| 4.2.1 材料本构关系 |
| 4.2.2 模型介绍 |
| 4.3 有限元模型的验证 |
| 4.4 影响参数分析 |
| 4.4.1 BFRP管材厚度 |
| 4.4.2 核心混凝土强度 |
| 4.4.3 接缝截面的纵向配筋率 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 BFRP约束混凝土分段构造墩柱设计建议 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 承载能力 |
| 5.2.1 控制截面 |
| 5.2.2 屈服弯矩数值计算 |
| 5.3 极限变形能力 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文及科研成果 |
（7）塑料内胆容器纤维缠绕挑剪/挂纱装置设计与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 纤维缠绕机国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 课题研究目的与意义 |
| 1.4 课题来源 |
| 1.5 课题主要研究目标与内容 |
| 1.5.1 研究目标 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 第2章 挑剪/挂纱装置方案设计 |
| 2.1 纤维缠绕机工作原理 |
| 2.2 挑剪/挂纱装置方案设计 |
| 2.2.1 主轴回转型方案 |
| 2.2.2 小车配合型方案 |
| 2.2.3 方案分析 |
| 2.3 张力装置方案设计 |
| 2.4 纤维缠绕挑剪/挂纱总体方案 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 挑剪/挂纱装置结构设计 |
| 3.1 纤维缠绕挑剪/挂纱装置结构总成 |
| 3.2 纤维缠绕机结构布局 |
| 3.2.1 芯模驱动模块 |
| 3.2.2 丝咀驱动模块 |
| 3.3 挑剪/挂纱装置结构设计 |
| 3.3.1 挑剪/挂纱作业原理分析 |
| 3.3.2 挑纱机构的设计 |
| 3.3.3 剪纱机构的设计 |
| 3.3.4 挂纱机构的设计 |
| 3.4 张力装置结构设计 |
| 3.4.1 张力装置整体结构 |
| 3.4.2 浸胶机构设计 |
| 3.4.3 执行检测机构设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 挑剪/挂纱装置控制系统设计 |
| 4.1 控制系统总体设计 |
| 4.1.1 挑剪/挂纱装置控制需求分析 |
| 4.1.2 控制系统总体方案 |
| 4.2 控制系统硬件模块设计 |
| 4.2.1 伺服控制模块设计 |
| 4.2.2 气动逻辑控制模块设计 |
| 4.2.3 外围电路模块设计 |
| 4.2.4 Clipper卡参数配置 |
| 4.3 Clipper卡程序设计 |
| 4.3.1 运动程序设计 |
| 4.3.2 PLC程序设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 挑剪纱机构的调试与实验 |
| 5.1 位置伺服控制PID整定 |
| 5.2 挑剪纱样机搭建与实验验证 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术成果 |
（8）三通管缠绕路径设计及CAD/CAM技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究的背景和意义 |
| 1.1.1 课题的来源 |
| 1.1.2 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 纤维缠绕轨迹规划的研究现状 |
| 1.2.1 局部轨迹规划 |
| 1.2.2 全局布满分析 |
| 1.3 纤维缠绕CAD/CAM技术的研究现状 |
| 1.4 目前存在的问题与不足 |
| 1.5 主要研究内容 |
| 第2章 三通管缠绕轨迹设计方法 |
| 2.1 三通管的缠绕轨迹特点分析 |
| 2.1.1 设计面片的概念 |
| 2.1.2 T形结缠绕轨迹的特点 |
| 2.1.3 直管缠绕轨迹的特点 |
| 2.2 曲面的轨迹生成方法 |
| 2.2.1 T形结的轨迹生成算法 |
| 2.2.2 直管的轨迹生成算法 |
| 2.2.3 轨迹连接算法 |
| 2.3 缠绕轨迹的布满分析 |
| 2.3.1 T形结布满 |
| 2.3.2 直管布满 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 缠绕轨迹后置处理方法 |
| 3.1 出纱点位置求解 |
| 3.2 出纱点引起的干涉分析 |
| 3.2.1 缠绕设备和模具干涉 |
| 3.2.2 纤维和模具干涉 |
| 3.3 运动坐标解算 |
| 3.3.1 四坐标解算 |
| 3.3.2 五坐标解算 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 CAD/CAM软件开发及缠绕实验 |
| 4.1 软件架构及界面 |
| 4.2 三通管设计及显示 |
| 4.3 纤维束显示 |
| 4.4 交互技术 |
| 4.5 缠绕实验 |
| 4.5.1 桌面缠绕机缠绕 |
| 4.5.2 机器人缠绕 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（9）火箭发动机氧化剂贮箱端盖结构预浸纤维铺放技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 无内衬复合材料氧化剂贮箱成型技术概述 |
| 1.2.1 复合材料压力容器成型工艺 |
| 1.2.2 机器人纤维铺放装备 |
| 1.2.3 机器人纤维铺放CAD/CAM技术 |
| 1.3 铺放工艺过程与制品性能研究现状 |
| 1.3.1 复合材料制品性能研究现状 |
| 1.3.2 成型工艺参数作用机制研究现状 |
| 1.3.3 成型工艺参数优化研究现状 |
| 1.4 课题来源与研究目标 |
| 1.4.1 课题来源 |
| 1.4.2 研究目标 |
| 1.5 研究内容与章节安排 |
| 第二章 氧化剂贮箱端盖铺放成型工艺及装备系统 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 无内衬氧化剂贮箱压力容器设计 |
| 2.2.1 固液混合火箭及发动机整体布局 |
| 2.2.2 氧化剂贮箱压力容器设计标准 |
| 2.2.3 无内衬氧化剂贮箱结构设计 |
| 2.3 氧化剂贮箱端盖机器人纤维铺放工艺过程 |
| 2.3.1 纤维铺放设备与材料 |
| 2.3.2 铺层角度设计 |
| 2.3.3 单次铺放丝束数量设计 |
| 2.3.4 基于最大应变准则的铺层层数设计 |
| 2.3.5 铺放工艺流程 |
| 2.4 端盖机器人纤维铺放系统 |
| 2.4.1 端盖芯模支撑随动机构设计 |
| 2.4.2 端盖芯模支撑随动机构运动学分析 |
| 2.4.3 铺放芯模支撑随动机构动力学分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 恒工艺参数与制品层间剪切强度映射模型建立 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 机器人纤维铺放工艺过程 |
| 3.3 恒工艺参数与层间剪切强度映射模型 |
| 3.3.1 实验规划 |
| 3.3.2 制品层间剪切强度检测 |
| 3.3.3 恒工艺参数与层间剪切强度映射模型建立与分析 |
| 3.4 工艺参数耦合对层间剪切强度的影响规律 |
| 3.4.1 铺放压力与铺放速度耦合对层间剪切强度的影响 |
| 3.4.2 热气炬温度与铺放速度耦合对层间剪切强度的影响 |
| 3.4.3 热气炬温度与铺放压力耦合对层间剪切强度的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 工艺参数对层间结合度的多层作用机理模型建立 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 多层压力分布模型 |
| 4.2.1 压辊变形分析 |
| 4.2.2 压辊压应力分布 |
| 4.2.3 多层铺放压力分析 |
| 4.3 多层温度分布模型 |
| 4.3.1 树脂温度粘度模型 |
| 4.3.2 预浸纤维铺放加热过程分析及建模 |
| 4.4 机器人纤维铺放层间结合模型 |
| 4.4.1 紧密接触过程 |
| 4.4.2 热融合过程 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 机器人纤维铺放层间结合度均匀性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 沿厚度方向层间结合均匀性研究 |
| 5.2.1 恒工艺铺放制品层间结合度分布规律 |
| 5.2.2 铺放工艺参数的单因素影响机制 |
| 5.2.3 铺放工艺参数的多因素耦合影响机制 |
| 5.2.4 厚度方向层间结合均匀性优化实验 |
| 5.3 纤维转向沿铺放宽度方向层间结合均匀性研究 |
| 5.3.1 纤维波纹分析 |
| 5.3.2 各丝束层间结合度分析 |
| 5.3.3 各丝束层间结合度均匀性优化实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 氧化剂贮箱端盖机器人纤维铺放实验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 氧化剂贮箱端盖机器人纤维铺放成型 |
| 6.2.1 成型工艺参数 |
| 6.2.2 端盖铺放成型 |
| 6.2.3 端盖固化与脱模 |
| 6.3 端盖铺放制品质量检测 |
| 6.3.1 端盖铺层截面检测 |
| 6.3.2 端盖铺层层间剪切强度测试实验 |
| 6.4 静水压力测试 |
| 6.4.1 试验件处理 |
| 6.4.2 压力试验结果 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 论文创新点 |
| 7.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文和参加科研情况 |
（10）不等开口纤维增强树脂复合材料缠绕壳体非测地线线型设计（论文提纲范文）
| 1 纤维增强树脂 (FRP) 复合材料缠绕壳体非测地线缠绕的数学模型 |
| 1.1 缠绕角方程 |
| 1.2 芯模转角方程 |
| 2 FRP复合材料缠绕壳体非测地线线型设计 |
| 2.1 FRP复合材料缠绕壳体封头段非测地线 |
| 2.2 FRP复合材料缠绕壳体筒身段非测地线 |
| 2.3 FRP复合材料缠绕壳体非测地线线型设计 |
| 3 FRP复合材料缠绕壳体切点数、纱片宽度与缠绕线型的关系 |
| 4 FRP复合材料缠绕壳体三维图形仿真 |
| 5 结论 |
四、FRP圆环压力容器纤维缠绕运动规律分析（论文参考文献）
- [1]轻量化复合材料液压缸现状及挑战[J]. 尚耀星,李瑶,于天,姜超凡,王业硕,杨光,孔祥东,焦宗夏. 机械工程学报, 2021(24)
- [2]玻璃纤维复合材料压力容器缠绕成型工艺的研究[D]. 曾文蕾. 上海第二工业大学, 2021(01)
- [3]纤维缠绕复合材料压力容器的研究现状[J]. 惠虎,柏慧,黄淞,杨宇清. 压力容器, 2021(04)
- [4]纤维缠绕复合材料压力容器内衬稳定性研究[D]. 蔡雅琪. 大连理工大学, 2020(02)
- [5]油气钢管线碳纤维复材限爆研究[D]. 路四方. 西南科技大学, 2020(08)
- [6]节段拼装式BFRP管材约束混凝土墩柱拟静力试验及数值分析研究[D]. 尹超. 西南交通大学, 2020
- [7]塑料内胆容器纤维缠绕挑剪/挂纱装置设计与研究[D]. 张阳. 武汉理工大学, 2020(08)
- [8]三通管缠绕路径设计及CAD/CAM技术研究[D]. 秦继豪. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [9]火箭发动机氧化剂贮箱端盖结构预浸纤维铺放技术研究[D]. 赵盼. 西北工业大学, 2019
- [10]不等开口纤维增强树脂复合材料缠绕壳体非测地线线型设计[J]. 郭凯特,王春,文立华,校金友. 复合材料学报, 2019(05)