纤维缠绕角度对CFRP-Al混合圆管横向受载性能影响

论文摘要

基于准静态横向弯曲试验对缠绕工艺下制备的CFRP/Al混合圆管进行抗弯性能和吸能特性研究,分析了混合圆管的破坏模式,基于不同纤维缠绕角度的碳纤维复合材料-铝合金混合圆管三点弯曲试验结果,通过有限元仿真方法研究了内层纤维缠绕角度对其横向抗弯与吸能特性的影响。试验结果表明,CFRP-Al混合圆管横向载荷下的失效形式、损伤模式与纯铝管基本保持一致,但受纤维缠绕角度的影响失效形貌略有差异。纤维缠绕角度越小,CFRP-Al混合圆管的抗弯性能和吸能性越好,同时压溃效率（CFE）明显降低。基于验证的有限元模型,研究不同角度纤维缠绕内层对于表层纤维层的应力传递影响,小角度缠绕内层对于管件的轴向拉伸变形抑制增加了管件整体峰值载荷与吸能作用,大角度缠绕内层对于管件环向刚度的提升增加了整体压溃效率。依此分析可为合理设计CFRP-Al混合管提供有效依据。

论文目录

• 0 引言
• 1 实验
•   1.1 试件
•     1.1.1 原材料
•     1.1.2 制备工艺
•     1.1.3 试件尺寸
•   1.2 准静态三点弯试验
•   1.3 性能评价指标
• 2 结果与讨论
•   2.1 不同薄壁混合管的失效变形模式
•   2.2 缠绕角度对吸能特性的影响
• 3 数值模拟
•   3.1 有限元模型与失效判据
•   3.2 仿真结果分析
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 孙佳睿,马其华,甘学辉,孙泽玉

关键词: 混合圆管,三点弯曲,纤维缠绕角度,吸能特性,有限元模型

来源: 宇航材料工艺 2019年06期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑

专业: 材料科学

单位: 上海工程技术大学机械与汽车工程学院,纤维材料改性国家重点实验室(东华大学)

基金: 纤维材料改性国家重点实验室开放课题(KF1826),中央高校基本科研业务费专项资金学科交叉重点计划项目(18D110320),中央高校基本科研业务费专项资金资助(2232018A3-02),上海工程技术大学研究生科研创新项目资助(E3-0903-18-01150)

分类号: TB333

页码: 76-81+90

总页数: 7

文件大小: 2451K

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