| 摘要 | 第2-4页 |
| Abstract | 第4-5页 |
| 1 绪论 | 第9-18页 |
| 1.1 复合材料气瓶研究背景 | 第9页 |
| 1.2 复合材料气瓶概述 | 第9-11页 |
| 1.2.1 复合材料气瓶结构及应用 | 第9-11页 |
| 1.2.2 复合材料压力容器缠绕工艺 | 第11页 |
| 1.3 复合材料结构设计研究现状 | 第11-14页 |
| 1.3.1 复合材料设计理论研究现状 | 第12页 |
| 1.3.2 复合材料气瓶结构分析设计研究现状 | 第12-14页 |
| 1.3.3 复合材料气瓶结构设计优化研究现状 | 第14页 |
| 1.4 复合材料气瓶缠绕技术研究 | 第14-16页 |
| 1.4.1 纤维角度优化 | 第14-15页 |
| 1.4.2 纤维层排列及厚度优化 | 第15-16页 |
| 1.4.3 瓶肩纤维堆积问题 | 第16页 |
| 1.5 问题提出与研究内容 | 第16-18页 |
| 1.5.1 问题提出 | 第16页 |
| 1.5.2 本文主要研究内容 | 第16-18页 |
| 2 复合材料气瓶设计理论及数值模型建立 | 第18-38页 |
| 2.1 复合材料壳体强度理论分析 | 第18-21页 |
| 2.1.1 经典层合板理论 | 第18-21页 |
| 2.1.2 网格理论 | 第21页 |
| 2.2 复合材料层结构设计 | 第21-26页 |
| 2.2.1 筒体复合材料层设计 | 第21-23页 |
| 2.2.2 封头复合材料层分析 | 第23-26页 |
| 2.3 复合材料气瓶有限元模型的建立 | 第26-31页 |
| 2.3.1 有限元软件ANSYS介绍 | 第26-27页 |
| 2.3.2 单元类型 | 第27页 |
| 2.3.3 材料属性 | 第27-28页 |
| 2.3.4 有限元模型建立及网格划分 | 第28-30页 |
| 2.3.5 边界条件及施加载荷 | 第30-31页 |
| 2.4 验证模型计算结果 | 第31-35页 |
| 2.4.1 DOT-CFFC标准要求 | 第31页 |
| 2.4.2 气瓶应力分析结果 | 第31-35页 |
| 2.5 疲劳破坏位置分析 | 第35-37页 |
| 2.6 本章小结 | 第37-38页 |
| 3 复合材料气瓶数值模型建立及损伤模式 | 第38-54页 |
| 3.1 复合材料的强度理论 | 第38-40页 |
| 3.1.1 复合材料强度准则 | 第38-39页 |
| 3.1.2 层合板失效理论 | 第39-40页 |
| 3.2 复合材料失效过程分析 | 第40-42页 |
| 3.2.1 复合材料失效过程 | 第40页 |
| 3.2.2 复合材料损伤形式 | 第40-41页 |
| 3.2.3 渐进损伤及退化准则 | 第41-42页 |
| 3.3 基体开裂 | 第42-48页 |
| 3.3.1 公称工作压力下基体损伤系数沿轴向分布情况 | 第43-44页 |
| 3.3.2 筒体上基体开裂 | 第44-46页 |
| 3.3.3 封头上基体开裂 | 第46-48页 |
| 3.4 纤维断裂 | 第48-51页 |
| 3.5 内胆破裂 | 第51-52页 |
| 3.6 本章小结 | 第52-54页 |
| 4 复合材料气瓶加工工艺研究 | 第54-87页 |
| 4.1 概述 | 第54-56页 |
| 4.1.1 设计理论 | 第54页 |
| 4.1.2 ANSYS设计基本概念 | 第54-55页 |
| 4.1.3 数学模型建立 | 第55-56页 |
| 4.2 最佳自紧压力选择 | 第56-62页 |
| 4.2.1 有无自紧压力比较 | 第57-58页 |
| 4.2.2 自紧压力选择范围 | 第58-60页 |
| 4.2.3 自紧压力对气瓶内胆疲劳寿命影响 | 第60-62页 |
| 4.3 非测地线缠绕研究 | 第62-72页 |
| 4.3.1 非测地线基本理论 | 第62-65页 |
| 4.3.2 非测地线缠绕模拟结果 | 第65-69页 |
| 4.3.3 非测地线对气瓶极限承载能力影响 | 第69-71页 |
| 4.3.4 未变厚度非测地线允许角度 | 第71-72页 |
| 4.4 扩孔工艺研究 | 第72-85页 |
| 4.4.1 封头厚度预测 | 第73-75页 |
| 4.4.2 扩孔方式分析 | 第75-81页 |
| 4.4.3 建立有限模型和结果分析 | 第81-83页 |
| 4.4.4 扩孔对气瓶的极限承载能力影响 | 第83-85页 |
| 4.5 本章小结 | 第85-87页 |
| 5 结论 | 第87-89页 |
| 参考文献 | 第89-93页 |
| 致谢 | 第93-95页 |