效地刻于￡阔的领域我们研究的纤维缠绕压力容lishing料生能参数如1刖目复合材料结构设计技术是提高结构综合性能的一种高新技术对于结构的轻量化、高性能化起着至关重要的作用。纤维缠绕压力容器作为一种复杂的复合材剌结构，在内压作用下，将产生很大变形，表现出复杂的非线性力学效应。其结构设计主要是以纤维断裂为居，如果仅仅因为层内破坏或开裂而引起结构失效3容器的结构设计就是一个失败的结构设计：1.借助于有限元分析软件，对压力容器进行应力和变形分柝可以直观反映出压力容器的工作以及承载状态，进而为压力容器制造商提供设计依据t2.本文所使用的数值试验分析工具为通用有限元软件ANSYS. 2几何非线型分析的基本概念如果结构的位移使体系的受力状态发生了显著变化以致不能采用线性体系的分析方法则称为几何非线性。早期的几何非线性有限元分析基本上也就是线性分析的扩展，针对各个具体问题进行分析。近年来基于非线性连续介质力学原理的有限元分析有很大的发展，可以包括所有非线性因素，同时结合等参元的应甩可以得到统一的一般非线性分析的表达格式，并有器问题，从本质上讲是非线性的，因为线性假设仅是实际问题中的一种简化在分析线性弹性体系时，假设节点位移无限小；材料的应力与应变关系满足虎克定律；加载时边界条件的性质保持不变，如果不满足上述条件之一的，就称为非线性问题。
纤维缠绕叠层壳是一种复杂的、非均质的各向异性体这种物理上固有的复杂性必然导致更加巨大的数学困难。因此，对于纤维缠绕结构的设计分析，工程设计人员经常采用简化方法一网格理论。网格理论实质上就是简化了的薄膜理论，对于纤维缠绕内压容器，网格理论的解在封头及其筒体连接处附近的筒体是无效的。另外对于内压容器，当内压较大时，非线性影响较大，因此本文选择对纤维缠绕压力容器进行非线性分折5. 3材料性能参数容器封头处材料为铸铁，筒身段纤维缠绕层为15层，缠绕角为0与55°，封头与筒身段缠绕层交接处为应力集中处，并且经实验证明实际破坏也发生在该处。
因此，在初步设计时该处为厚缠绕，为避免过大的应力集中，对其实行变厚缠绕缠绕层20层，缠绕角为80每层1cm厚。
表1材料性能参数横向弹性模量纵向弹性模量剪切弹性模量泊松比（MPa）（MPa）（MPa）厉1.57e+80.27复合材料3.9e+71.16e+73.8e+70.3复合材料层强度参1数如表2表2复合材料强度参数缠绕角拉伸强度压缩强度剪切强度（MPa）（MPa）（MPa）0.82057913. 815MPa，己接近失效，可以定义为临界失效压力。
4用ANSYS软件进行几何非线性分析元为4结点三维壳单元，每结点有6个自由度。它包括所有的非线性特性并允许创建255个层。层数据的输入通过定义层截面来实现，而不是通过实常数的输入16. 4.1有限元模型的建立根据压力容器的尺寸，模型几何形状如以及。该模型共有2948个单元，2992个节点。其中，铸铁封头与复合材料交接处实行加厚缠绕。通过计算可知，其单元划分数量己达到标准。整个非线性分析的时间大约为4个小时。并且计算收敛，达到要求。
4.2压力容器几何非线性结果分析中描述了筒身段两种缠绕角纤维方向应力的变化情况，经过对15层的全部应力变化图的观察，发现相同角度应力变化线基本重合，也就是纤维方向应力大小受缠绕角变化影响比较大，而与缠绕顺序关系不大。通过可以得知，无论是0层还是55层，其应力都是随着压力增大而呈线性增加的，只不过0层的应力要大于55层的应九并且先达到失效。由表2可知，其失效应力为820MPa，从可知，当压力为16MPa时，0层的应力为描述的是筒身段第1层纤维方向应力与横向应力的比较情况，可知，纤维方向（sy）的应力要远远大于横向（sx）应力，并且其增长速度也大于横向应力。当压力为16MPa时，其横向应力为100MPa仅为纤维方向应力的1/8.这也是在计算失效时忽略横向应力的原因。
5结论通过ANSYS软件数值模拟对纤维缠绕压力容器进行了几何非线性分析，通过以上分析得出以下结论：根据工艺设计的缠绕方式，整个压力容器结构满足设计要求。
对于该容器的几何非线性分析，其应力、应变则随压力增加呈现线性的变化。
纤维的铺层方向是影响纤维缠绕壳体强度的最大因素。
其中：AEact为活化能，显然，P随温度大而大。
接下来考虑实验时间因素。时间的加使链段的运动概率加，即P加。理论上，只有tP达到某临界值时，某特定运动才能发生，对于相关转变得到：变形后：式（16）将对数时间与温度关联起来，取其微分形式：变量与自由体积有关，随着自由体积分数的大而定量地降低，即素对高分子聚合物腐蚀寿命影响关系为：通过环氧乙烯基酯树脂的腐蚀实验和加速实验，树脂的溶胀参数的理论计算通过y，得到水的值为S=23.5/cm3，与水的相互作用参数为0.55，取a=0.55.为了确定的自由体积分数，取绝对温度T）=298K，此时AEact=392.04/cm3，对于高分子材料，其自由体积分数一般取/0=0.025，a/=3.2XKT4K，将上面常数代入到式（18）中，计算得到常数B.其中/取常数，为自由体积分数，将式（18）代入而自由体积分数与温度的关系可表达为：将式（20）代入到式（19）得到：上述方程描述了温度对腐蚀寿命的影响规律所以关于温度、湿度、应力和水环境介质影响因