復(fù)合材料壓力容器有限元分析及其優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、復(fù)合材料壓力容器具有很強的可設(shè)計性，在航空航天、汽車、化工等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。然而，隨著科學技術(shù)的進步，要求復(fù)合材料壓力容器具有更好的性能，對復(fù)合材料壓力容器的力學響應(yīng)進行科學、準確的研究具有十分重要的理論意義與工程應(yīng)用價值。
　　運用ANSYS有限元分析軟件建立了復(fù)合材料壓力容器的三維有限元模型，對其在工作壓力和驗證壓力這兩種工況下的力學響應(yīng)進行了分析，得出了金屬內(nèi)襯層、螺旋纏繞層和環(huán)向纏繞層的應(yīng)力分布情況，并對結(jié)果進行了分析

2、討論。
　　螺旋纏繞層厚度、環(huán)向纏繞層厚度和封頭形狀是影響復(fù)合材料壓力容器整體性能的主要因素，對它們進行優(yōu)化設(shè)計有十分重要的意義。首先，運用PSO與ANSYS有限元分析相結(jié)合的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，在滿足整體性能的前提下，以螺旋纏繞層纖維厚度和環(huán)向纏繞層纖維厚度作為設(shè)計變量，以復(fù)合材料壓力容器纖維層的總重量作為目標函數(shù)，對復(fù)合材料壓力容器進行了優(yōu)化設(shè)計，得出了最佳纖維厚度。然后，研究了封頭形狀對復(fù)合材料壓力容器整體性能的影響，以環(huán)向纏繞層