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高速冲击碳纤维复合材料筒体强度分析

发布于:2016-03-19 18:19
强度分析

      树脂基复合材料是指由树脂和纤维增强材料构成的一类复合材料,具有比强度和比刚度高、可设计性强、抗疲劳性能好、耐腐蚀性能好以及便于大面积整体成型和具有特殊的电磁性能等独特优点。与传统的钢、铝合金结构材料相比,树脂基复合材料的密度约为结构钢,钦合金,铝合金,其比强度、比模量高于结构钢、钦合金和铝合金。因此在强度和刚度要求相同的情况下,用树脂基复合材料可以减轻结构质量竖树脂基复合材料按性能通常分为两类,即一般复合材料和先进复合材料,下面对各种材料进行详细的强度分析
      一般复合材料又称工程复合材料,主要是指玻璃纤维增强在工程上已广泛应用的复合材料。与先进复合材料相比,制造工艺简单,价格比较便宜,某方面的性能(如比刚度)较差。而以碳纤维、硼纤维、碳化硅纤维、Kevlar(芳纶)纤维等高级纤维增强的复合材料,其比强度、比模量较大的复合材料,则称为先进复合材料缨先进树脂基复合材料具有高的比强度、比刚度和性能可设计等特点,能有效地减轻导弹和航天器的结构质量或赋予某些特殊功能(如防热、吸波等),是当今航天新材料研究和发展的重点。
      自二十世纪60年代中期问世以来,先进树脂基复合材料在航空航天等高技术领域得到了日益广泛的应用,成为四大航空结构材料之一。先进树脂基复合材料是发展航空航天和国防尖端技术必不可少的高技术新材料,同时在汽车工业、民用飞机、桥梁、建筑、能源、交通运输、生物、医疗器械以及体育用品等方面有着广泛的应用。长期以来,对于复合材料筒体的力学性能研究主要集中在静态力学方面,有关复合材料在动态冲击作用下的研究不多。本研究拟通过将静态力学上的一些计算方法和理论用于复合材料筒体的强度计算,并结合冲击试验过程复合材料筒体的破坏方式,对复合材料筒体的性能进行简单的评价。
      在冲击速度约为400m/s的条件下,对复合材料筒体各项强度指标预设如下:①轴向抗压强度350Mpa,②环向抗拉强度1100Mpa,③径向抗压强度230MPa,④复合材料筒体与金属结合面剪切强度150Mpa。应用复合材料层合板理论将强度指标视为相同的应力值施加于壳体上,计算出壳体材料的轴向和环向材料弹性常数。根据应力和弹性常数计算壳体材料的轴向和环向,根据壳体材料的轴向和环向的应变,计算壳体材料的轴向和环向的应力。


                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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