平纹机织叠层复合材料飞轮弹性参数预测及测量

平纹机织叠层复合材料飞轮弹性参数预测及测量

论文摘要

针对纤维缠绕复合材料高速飞轮径向分层问题,提出环向和径向同时强化的圆环平纹织物结构,环向纱束为单一纤维束连续织造。建立了"平头梭形"截面的单胞模型,兼顾双向纱束轮廓差异。基于扇形单胞和矩形单胞结构相似性,定义了"等参数"织造约束条件。采用体积平均法预测圆环织物扇形单胞等效弹性参数,并采用轮缘径向多层分割模型,分析了机织飞轮旋转载荷下的应力和变形特征及其影响参数,轮缘理论计算位移与圆标记法径向变形测量结果一致。机织复合材料飞轮测试极限圆周速度为889m/s,储能密度为63.7 Wh/kg。理论分析和实验表明,环形织构的双强化理论可行,能够获得比缠绕飞轮更高的旋转速度。

论文目录

  • 1 机织织构扇形单胞模型与弹性预测方法
  •   1.1 平纹机织织构工艺与结构
  •   1.2 平纹机织单胞纱束截面模型
  •   1.3 扇形单胞与矩形单胞类比
  •   1.4 圆环织物单胞弹性常数预测
  •   1.5 算例
  • 2 平纹机织飞轮弹性力学分析
  •   2.1 平纹机织飞轮应力应变计算方法
  •   2.2 平纹机织飞轮纱束排布参数
  •   2.3 平纹机织飞轮试验件变形和应力计算
  • 3 平纹机织飞轮样品旋转测试
  •   3.1 平纹机织飞轮样品旋转动态测试方法
  •   3.2 平纹机织飞轮样品旋转实验结果
  • 4 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 戴兴建,魏鲲鹏,汪勇

    关键词: 复合材料飞轮,机织平纹,扇形单胞,等参数织造,变形测量

    来源: 复合材料学报 2019年12期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

    专业: 材料科学,电力工业

    单位: 清华大学工程物理系

    基金: 国家重点研发项目(2018YFB0905500)

    分类号: TM619;TB33

    DOI: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20190117.001

    页码: 2833-2842

    总页数: 10

    文件大小: 731K

    下载量: 106

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