8 纤维缠绕内压容器设计Р8.1 引言Р纤维缠绕内压容器:采用连续纤维缠绕工艺成型的承受内压载荷的薄壁壳体。?结构形状:球形、圆筒形。Р8.2 网络理论Р网络理论:既不考虑树脂的刚性,又认为壳体的薄膜内力全部由连续纤维构成的网状结构来承担的理论。Р若用层合板理论,就必须考虑刚度降级。可以这样来评价降级后的刚度,各单层只保留纵向模量Q11,其余Q12、Q22、Q26为零。考虑到基体弹性模量远小于纤维弹性模量,认为单层纵向模量全部由纤维提供,则由刚度降级准则。Р式中 Ef——纤维的弹性模量;Аνf——纤维的体积含量。Р网络分析在本质上是假定基体刚度为零,即Р由此可见,假定基体刚度为零与刚度降级准则等价。网络分析是经典层合理论的一种刚度降级准则。Р8.3 纤维缠绕内压容器筒身段的网络理论Р8.3.1 单螺旋缠绕身段Р纤维缠绕圆筒形内压容器受力分析如图8-2。Р由上式可解出纤维应力Р使纤维的张力与薄膜内力静力相等,Р即Tφ=Nφ,Tθ=Nθ,于是Р上式为单螺旋缠绕的缠绕角α在给定Nθ、Nφ时所必须满足的条件Р采用截面法和静力平衡条件,可导得筒身截面内的轴向单位内力Nφ和周向单位内力Nθ为Р式中 R——筒身平均半径,mm? p——容器承受的内压力MPaР设纤维应力为σf,纤维厚度为tf,Р则φ方向和θ方向的纤维张力Tφ、Tθ分别为Р单螺旋缠绕的应变状态在任意方向上应变均相等Р再由物理关系εf=σf/Ef可求得纤维应变Р而剪应变γφθ=0.Р若已知纤维的许用应力[σf]和许用应变[εf]Р则筒身纤维厚度可由下式确定
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