低温下复合材料层合板的层间应力分析.pdf

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1、第29卷第2期湖北汽车工业学院学报VoJ_29No．22015年6月JournalofHubeiUniversityofAutomotiveTechnolJun．2015doi：10．3969~．issn．1008—5483．2015．02．011低温下复合材料层合板的层间应力分析曾红燕，董焱章，尹长城(湖北汽车工业学院汽车工程学院，湖北十堰442002)摘要：以低温推进剂的纤维增强树脂基复合材料燃料罐为对象，研究在低温环境下复合材料／结构的力学性能。基于细观力学模型，分别建立了用于复合材料贮箱的2种典型复合材料

2、E—Glass／Epoxy和Graphite／Epoxy低温环境下的本构关系。采用有限元法，通过对低温环境下典型铺层的层合板自由边界附近层间应力的分析，讨论了低温对E—Glass／Epoxy和Graphite／Epoxy这2种典型复合材料层合板自由边界附近层间应力分布的影响。结果表明：温度的变化对层合板层间应力分布的影响较明显，且温度越低层合板的最大层间应力值越大。研究成果将对低温推进剂的纤维增强树脂基复合材料燃料罐设计提供一定的参考价值。关键词：复合材料；低温；弹性模量；力学本构关系；层间应力中图分类号：TB3

3、32文献标志码：A文章编号：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先进复合材料以其高模

8、量、耐腐蚀、可设计性空航天等领域n。复合材料氢气瓶作为燃料箱，好和成本低等优点，广泛地应用于汽车、船舶及航不仅应用于新能源汽车，还适用于航空航天器b。收稿日期：2015—03—05基金项目：湖北省自然科学基金项目(2014CFB629)作者简介：曾红燕(1989-)，女，河南信阳人，硕士，主要从事复合材料方面的研究。E-mail：875001789@qq．com一42一湖