数据采集软件,水压泵,给出了测试示意图。首先将复合材料压力容器外表面贴应变片,应变方向为环向和纵向。然后,通过电阻测试检验应变片的有效性。最后,开启应变测试软件,在卸载过程中,复合材料层弹性恢复力使内衬层处于压应力状态。在此压应力状态下,过薄的内衬厚度很有可能发生屈曲,这也是这种特殊容器发生渗漏破坏的主要原因。容器内衬屈曲因受到外壁复合材料层的限制,属于限制性屈曲。考虑到限制性屈曲模拟的复杂性,本文中采用简化模型对容器的内衬屈曲进行模拟,简化模型中外层为复合材料,内层为内衬圆环结构。
为了实现内衬层屈曲变形模拟,需要在简化模型内衬部分施加几何缺陷,使内衬层产生面外应力,最终使缺陷在面外压应力作用下演变为局部屈曲变形。复合材料层与内衬层仍然采用接触分析进行,以保证无压应力作用下发生网格嵌人和变形协调。内衬层局部屈曲变形产生依据最大变形点的荷载一位移曲线进行判断,给出了内衬最大变形点的荷载一位移曲线,荷载为容器内压数值,位移是指内衬最大变形点径向位移。可以看出,当容器结构没有缺陷时,最终结构变形并未恢复至初始位置,可以看出,在此压力下,内衬缺陷处的变形最终形成屈曲变形,给出了压力容器在此压力循环下的内衬屈曲照片,说明了本文中仿真模拟的可行性。本文中对超薄金属内衬复合材料压力容器进行了结构分析。在分析过程中,几何模型中的封头段考虑了复合材料铺放角度和厚度沿平行圆半径的变化,材料模型中的复合材料层和内衬层分别选用复合材料层合板理论和弹塑性理论进行分析,二者之间的界面位移协调性及不可贯人性引人接触分析进行考虑。数值结果表明,加载过程中,容器复合材料层封头曲率变化处环向存在压应变区域,纵向全部处于拉伸应变区域。卸载后,容器的复合材料层并未恢复到原始状态,仍然与加载过程相似,只是数值上减小。内衬结构在加载过程中,发生了塑性变形。因残余塑性变形的原因,使其在卸载后仍然处于压应变状态,实验应变测试结果验证了容器计算模型的可靠性。