复合材料管道连续编织缠绕拉挤工艺研究

为了更简便地计算出纤维缠绕复合管道在内压作用下各结构层承受的应力,本文主要采用弹性力学及三维弹性材料各向异性理论,对纤维缠绕复合材料管的结构进行力学模型简化,推导出简便适用的计算复合管道的应力公式。将本文得出的公式用ansys软件通过实例进行验证,结果表明本文推导的公式与ansys分析结果符合良好,有一定的实用价值。

采用三维各向异性弹性理论分析内压和轴向组合载荷下复合材料缠绕管道各缠绕层中的应力,模型考虑管壁厚度引起的拉剪耦合效应。引入hashin破坏准则研究复合材料缠绕管道的强度与铺层角度的关系。研究发现缠绕角度相同时内压引起的应力由里向外逐层增加,因此管道失效实际上由外层的应力控制。建议相邻层缠绕角度的递增量,以使各层应力状态更接近一致。

本文介绍纤维缠绕复合材料管件的图型形成过程,并研究了影响图型的参数及纤维波动程度的计算。研究表明,缠绕图型主要取决于上一循环和下一循环在芯模周向上相隔的等分角数sp及纤维铺设到紧邻第一次循环铺设的纤维时所完成的循环数nc。nc及缠绕角的变化都会影响到纤维波动程度。

根据复合材料强度准则中应用最广的tsai-wu失效准则,利用ansys有限元分析软件,对纤维缠绕复合材料管道等径三通强度进行分析.分析结果表明,复合材料管道三通在承受内压时,在主管和支管的连接处会产生应力集中,纤维的缠绕方向不同三通的强度因子会各异,缠绕角在50°～60°时复合材料管道三通的强度最好,此结论可以为纤维缠绕复合材料管道三通的设计制造提供一种有效的参考.

某复合材料气瓶的缠绕工艺

本文介绍了数控缠绕机发展状况和应用,阐述了多坐标纤维复合材料数控缠绕机的原理,并分别就缠绕机的机械系统、主控制系统和在线监控系统和缠绕工艺软件等进行了深入研究。

主要从材料选择、模具设计、线型设计等方面着手,对小角度缠绕矩形复合材料管成型技术进行研究;设计的带挂线模具封头在小角度缠绕下改善了纤维缠绕线型滑线,减少了材料损耗;解决了小角度缠绕矩形复合材料管的缠绕线型稳定问题。实践结果表明:小角度缠绕矩形复合材料管方法可行。

frp/upvc复合管道缠绕工艺 一、材料 1、底胶a410-901（间苯/npg） 特性及说明：高耐热、高耐腐，高耐磨，同时和pvc具有特别高的粘接力。 生产厂家：南京金陵帝斯曼树脂有限公司 注意：必须采用以上生产厂家生产的以上牌号的间苯型不饱和树脂。 2、196邻苯型通用型不饱和聚酯树脂或9709邻苯型通用型不饱和聚酯树脂 3、引发剂（过氧化甲乙酮）（树脂配套生产厂家生产的） 4、促进剂（环烷酸钴液）（树脂配套生产厂家生产的） 注：2～4项为华东理工大学华昌聚合物有限公司生产。 5、玻璃纤维短切毡（常州天马集团） 6、ewr400无碱玻璃纤维无捻粗纱布（常州天马集团） 7、表面毡（常州天马集团） 二、配比 固化推荐配比（重量比） a410-901间苯不饱和树脂100份 196邻苯型通用型不饱和聚酯树脂100份 9709邻苯型通用型不饱和聚酯树脂100份 引

本文从理论分析和实验角度,对内压下长丝缠绕(fw)纤维增强复合材料管的刚性和强度进行了研究,内容包括缠绕角为30°、45°、55°、70°的fw管以及缠绕角为55°的fw夹层管的刚度、形变和强度。结果发现,缠绕角为45°和55°的fw管应变和位移的实验结果与理论值相吻合。根据最大应力失效准则,我们对内压下管材失效强度的预测提出了一种理论上的方法,把理论上的结果和实验结果相比较,发现它们之间存在着一定的关系。

在自制的多向纤维缠绕设备上,制作了多个多向纤维缠绕复合材料管,并分别对5个试件进行了径向压缩力学性能的测试,对测试结果进行了分析。结果显示,未添加轴向增强层(即0°纤维层)的试件刚度最小。

随着缠绕角的增大,纤维缠绕管件在拉伸时,应力应变显示出非线性关系。本文针对这一现象,引用hahn和tsai的非线性理论,采用片段线性的近似计算法计算纤维缠绕复合材料管件在轴向拉伸时的应力应变关系,计算结果与实验结果有较好的对应关系。

综合分析比较了同内外在大型纤维缠绕复合材料壳体研制试验,对其发展趋势及结构-工艺设计等主要问题,以及对涉及纤维,树脂基体,复合裙,壳体内外绝热层的材料,部件,检验和具体工艺问题作了分析和讨论,提出了建议和看法。

采用耦合的有限元-无网格galerkin数值算法,计算了碳纤维增强型复合材料缠绕修复的压力管道横向贯穿裂纹以及横向椭圆型表面裂纹前沿应力强度因子,据此分析了碳纤维增强型复合材料套袖长度对压力管道裂纹应力强度因子的影响。结果表明,本文所提算法能有效计算三维问题应力强度因子;含裂纹压力管道采用碳纤维增强型复合材料缠绕修复后,裂纹前沿的应力强度因子显著降低;修复套袖越长,修复效果越显著,但套袖长度超过一定范围后,应力强度因子的降低趋于缓慢,对修复效能的进一步提高贡献甚微。

提出了一种等效降温法,将缠绕张力产生的预应力等效模拟为复合材料层降温产生的预应力,通过理论推导得到了缠绕预应力与复合材料层降温量之间的计算公式,基于等效降温法并利用通用有限元软件研究了缠绕张力对环缠绕复合材料气瓶应力的影响。结果表明:随着缠绕预应力的增大,环缠绕复合材料气瓶内胆工作应力减小、复合材料层工作应力增大;缠绕张力预应力较大时会抵消自紧工艺效果,气瓶工作应力和纤维应力比主要受缠绕张力影响,在进行有限元应力分析和纤维应力比计算时应考虑缠绕张力作用。

提出一种新型纤维复合材料弯管缠绕机的设计,详细介绍了缠绕机的结构、组成和实现方式,并对控制系统中缠绕路径的设计和计算等关键技术进行了深入探讨。弯管模往复摆动,供料系统的吐丝头绕管模旋转,形成缠绕运动,基本实现了测地环形缠绕和管壁厚度均匀。此型复合材料弯管缠绕机既实现了自动缠绕成型,又可以保证制品的质量,解决了复合材料弯管缠绕过程的关键技术难题。

提出一种新型纤维复合材料弯管缠绕机的设计，详细介绍了缠绕机的结构、组成和实现方式，并对控制系统中缠绕路径的设计和计算等关键技术进行了深入探讨。弯管模往复摆动，供料系统的吐丝头绕管模旋转，形成缠绕运动，基本实现了测地环形缠绕和管壁厚度均匀。此型复合材料弯管缠绕机既实现了自动缠绕成型，又可以保证制品的质量，解决了复合材料弯管缠绕过程的关键技术难题。

课程设计实验报告 课题题目：纤维缠绕式复合管道的设计工艺与性能测试 目录 一课程设计的目的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 二课题背景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 三课题的设计过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 四实验过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 五结果与讨论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 六实验结论及改进⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 课程设计实验报告 2 七体会⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 课程设计实验报告 1 一课程设计的目的 1.了解缠绕法制备玻璃钢管道的工艺流程。 2.知道玻璃钢管道的一些参数以及主要用途和优缺点。 二课题背景 管道是现代工业中流体（气体或液体）输送的重要材料，传统的管道有钢管、混凝土 管和

9复合材料管道设计解析 (2)

9复合材料管道设计解析

课程设计实验报告 课题题目：纤维缠绕式复合管道的设计工艺与性能测试 目录 一课程设计的目的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 二课题背景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 三课题的设计过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 四实验过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 五结果与讨论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 六实验结论及改进⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 七体会⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 一课程设计的目的 1.了解缠绕法制备玻璃钢管道的工艺流程。 2.知道玻璃钢管道的一些参数以及主要用途和优缺点。 二课题背景 管道是现代工业中流体（气体或液体）输送的重要材料，传统的管道有钢管、混凝土 管和铸铁管，但由于其易锈蚀、质量大，已不能满足现代工

课程设计实验报告 课题题目：纤维缠绕式复合管道的设计工艺与性能测试 目录 一课程设计的目的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 二课题背景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 三课题的设计过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 四实验过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 五结果与讨论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 六实验结论及改进⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 课程设计实验报告 2 七体会⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 课程设计实验报告 1 一课程设计的目的 1.了解缠绕法制备玻璃钢管道的工艺流程。 2.知道玻璃钢管道的一些参数以及主要用途和优缺点。 二课题背景 管道是现代工业中流体（气体或液体）输送的重要材料，传统的管道有钢管、混凝土 管和

纤维增强复合材料具有比刚度高、比强度大的轻量化优势,以及可设计性强、耐腐蚀性优、抗疲劳性好等显著特点,可作为武器装备轻量化设计的绝佳选材。在对迫击炮身管进行受力分析的基础上,提出了采用金属内衬外加碳纤维复合材料增强层的迫击炮复合身管双层结构,介绍了用于迫击炮复合身管加工的缠绕设备和缠绕工艺,基于实验结果,综合分析了碳纤维材料的选择、铺层顺序、纤维缠绕张力等工艺对迫击炮复合身管承压性能的影响,可为火炮复合材料身管以及复合材料承载圆筒的结构设计与加工提供参考。