纤维束张紧力缠绕复合材料飞轮初应力的三维数值分析

秦勇¹，毛天祥²，夏源明¹

(1.中国科技大学,力学和机械工程系,中国科技大学,中科院材料力学行为和设计重点实验室,合肥,230027;
2.中国科学院,力学研究所,北京,100080)

摘要:利用平面应力型全弹性模型的思想(即将纤维束张紧力缠绕看成多层复合材料薄环连续过盈装配的过程),建立了三维纤维束张紧力缠绕复合材料飞轮初应力分析模型,并给出了基于面-面接触算法求解张紧力缠绕复合材料飞轮初应力的三维数值方法.算例分析表明,三维数值分析得到的飞轮的环向初应力及径向初始压应力(数值)均略低于平面应力模型的结果,且这种差距随着飞轮轴向长度的增加而缓慢增大;三维分析证实了平面应力模型关于张紧力缠绕复合材料飞轮的初应力分析有足够的精度.最后给出了三维模型轴向效应的表征方法.

关键词:复合材料飞轮; 张紧力缠绕; 初应力; 三维分析;

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