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1、第29卷第2期湖北汽車工業(yè)學(xué)院學(xué)報VoJ_29No.22015年6月JournalofHubeiUniversityofAutomotiveTechnolJun.2015doi:10.3969~.issn.1008—5483.2015.02.011低溫下復(fù)合材料層合板的層間應(yīng)力分析曾紅燕,董焱章,尹長城(湖北汽車工業(yè)學(xué)院汽車工程學(xué)院,湖北十堰442002)摘要:以低溫推進劑的纖維增強樹脂基復(fù)合材料燃料罐為對象,研究在低溫環(huán)境下復(fù)合材料/結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能。基于細觀力學(xué)模型,分別建立了用于復(fù)合材料貯箱的2種典型復(fù)合材料
2、E—Glass/Epoxy和Graphite/Epoxy低溫環(huán)境下的本構(gòu)關(guān)系。采用有限元法,通過對低溫環(huán)境下典型鋪層的層合板自由邊界附近層間應(yīng)力的分析,討論了低溫對E—Glass/Epoxy和Graphite/Epoxy這2種典型復(fù)合材料層合板自由邊界附近層間應(yīng)力分布的影響。結(jié)果表明:溫度的變化對層合板層間應(yīng)力分布的影響較明顯,且溫度越低層合板的最大層間應(yīng)力值越大。研究成果將對低溫推進劑的纖維增強樹脂基復(fù)合材料燃料罐設(shè)計提供一定的參考價值。關(guān)鍵詞:復(fù)合材料;低溫;彈性模量;力學(xué)本構(gòu)關(guān)系;層間應(yīng)力中圖分類號:TB3
3、32文獻標(biāo)志碼:A文章編號:1008—5483(2015)02—0041—04InterlaminarStressAnalysisofCompositeLaminatesunderCpryogenleCondimtionz帆gHongyan,DongYanzhang,YinChangcheng(SchoolofAutomotiveEngineering,HubeiUniversityofAutomotiveTechnology,Shiyan442002,China)Abstract:Withfocusingont
4、hefiberreinforcedresinmatrixcompositematerialsfuelcylinderusedforthecryogenicpropellant,themechanicalpropertiesofcompositematerials/structuresatcryogenictem-peraturewereresearched.MechanicalandthermalconstitutiverelationsofE—Glass/EpoxyandGraph-ite/Epoxywered
5、esignedrespectivelyforthecompositematerialsfuelcylinderonthebasisofthecon—positemicro-mechanicalmode1.Thestressdistributionfeaturesaroundthefreeboundaryofthetypicallaminatesatthecryogenictemperaturewereanalyzedbythefiniteelementmethod,andtheeffectofcryogenict
6、emperatureoninterlaminarstressdistributionfeaturesaroundthefreeboundaryofE——Glass/EpoxyandGraphite/Epoxylaminateswasdiscussed.Theresultsshowthattheinterlaminarstressdistri-butionisaffectedbycryogenicconditionsobviouslyandthemaximuminterlaminarstressincreasesa
7、stemperaturedecreases.Theresearchresultsprovideareferencevalueforthedesignofcryogenicpropel—lantsfiberreinforcedresinmatrixcompositefuelcylinder.Keywords:composite;cryogenictemperature;elasticmodulus;mechanicsconstitutiverelation;inter-laminarstress先進復(fù)合材料以其高模
8、量、耐腐蝕、可設(shè)計性空航天等領(lǐng)域n。復(fù)合材料氫氣瓶作為燃料箱,好和成本低等優(yōu)點,廣泛地應(yīng)用于汽車、船舶及航不僅應(yīng)用于新能源汽車,還適用于航空航天器b。收稿日期:2015—03—05基金項目:湖北省自然科學(xué)基金項目(2014CFB629)作者簡介:曾紅燕(1989-),女,河南信陽人,碩士,主要從事復(fù)合材料方面的研究。E-mail:875001789@qq.com一42一湖