纤维缠绕CFRP圆管强度特性研究

摘 要:目的研究用纤维的不同铺层方式缠绕的CFRP圆管拉伸与压缩强度的特性.方法采
用各向异性弹性力学的方法,结合复合材料层合理论,研究了纤维缠绕层合圆管的应力分析和变形分析方法,分析了由碳纤维复合材料(CFRP)构成的圆管的强度.并采用纤维缠绕成型工艺,设计了两种尺寸的CFRP圆管,铺层方式均为[(90°/0°)2]s,通过对CFRP圆管进行压缩和拉伸实验,着重研究CFRP圆管在这两种受力状态下直至破坏的应力-应变关系,极限强度以及材料宏观破坏模式.结果铺层方式为[(90°/0° )2]s的CFRP圆管抗拉极限强度和应变远大于其抗压极限强度和应变,但这两种状态下CFRP 圆管的弹性模量大致相当,且破坏模式均为脆性破坏.结论理论分析结果与试验结果进行比较,验证了理论分析结果是可靠的。

关键词:碳纤维增强复合材料;强度准则;极限强度;破坏模式

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