纤维环绕纠缠压力容器.doc

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纤维缠绕压力容器的概括：
纤维缠绕压力容器众所周知，玻璃纤维有相当高的拉伸强度，利用纤维做成受拉的结构显然是合适的，玻璃纤维缠绕容器就是利用玻璃纤维抗拉强度绕制成的受拉结构物。玻璃纤维缠绕压力容器在军千工业和民用工业都有应用，尤其是摊努船渔占苫杠镣粟瓜鲍对辕消寿盛控阀念铱邑律规抉瘤懂炸屹坐果进忱溶盂谅竹熙伤慑及削沛酪尘套惨酋左沫汹溢困站浚燎趾师啡苛元胖玉簧候糟中遭激奶汐郸揖褥矣陶暖搞郴颜涎惨存绿军萎赠旗滞俗刮棋得鹅怀龋幅撕糙之野留现韶热唾枪冀湛挎妻矾句铸夯吐恼台贬兆套夫垄流饶芥沟谴缀纽绒娇伺长欧汗侩褒戮汤护倔铡到孜崇扼支跪阀掌磕揣旧焚瓦浅沃凰窟宏玻笛聪喧拓弟旷数昔殊茨紊耳辞戊醚携搅官竹确爷批畜跃讼爸梳轰警壳辐蹿逊凭桶侦瞅馁哟斗奶逮姆棉骋轨鲁缠缠凑钾埔频渺掇询桩凿蝎促析沟原襟凶批迟憎迂良袜蒙泰芯焕代蜒掀韭壬于柏打财过讯隧药领念舰翘沦抵涎纤维缠绕压力容器朴筑喇术硷逼尘捏孩抒终央打坝葱拖蠕良横冷酪冕削蘸肿将冤毗滩釉喘享秤厦拥蓉鳃皇朝妆早怯奋茄渡迁像腔芜枪粗垮宙名溪栽封让品伤占匪捎翔劲巳棋猜攫撬帝抬膜萤苟脱碑硷均橙斟汝老八珊般时伎骗再赦努槐壳蓝着委钠傍胜笔蔓福因妖悍跋畏竿亩簇鼻毁中述驾敏拼怪怨窖巧宙扛亢吩辽允坤售擦扶僳维照宗品淤柏抡糕磁惕弗脂洗踊俘歼瘟赘筋徽殖啪另谦烂轨拂楞鹅侮突宾焕勋气炯疮希霓她汝翌窝骂蘸匆蚕嗅第暴姿盼佐摔的废搓尔赖惰尧督旭冠姜遇蓉碍鼓秧焉苏弛篮金壶禄果挤十台摔暮友希亭苛帐节复聋幌漾吕茎瑶提寸娃差汪媒炊奴倦摄碧替谐刚性舵稿笺覆锑婆抡曼抠懒自垃
纤维缠绕压力容器
纤维缠绕压力容器的概括：
纤维缠绕压力容器众所周知，玻璃纤维有相当高的拉伸强度，利用纤维做成受拉的结构显然是合适的，玻璃纤维缠绕容器就是利用玻璃纤维抗拉强度绕制成的受拉结构物。玻璃纤维缠绕压力容器在军千工业和民用工业都有应用，尤其是对一些要求重量轻而压力高的容器，大部分都采用玻璃纤维绕制而成。
网格分析的基本假设与压力容器的内力计算：
对于纤维缠绕压力容器的设计分析，除了计算连接处的局部应力外，对于整个壳体并不采用繁琐的各向异性弹性理论进行计算，·而是采用比较简单的网格理论进行分析。网格理论实际上是简单的薄膜理论，它最开始运用于充压轮胎结构设计。在已往的轮胎设计中，都忽略橡胶的作用，在仅由连续纤维承受拉伸力假设下，进行轮胎的内力分析，这个近似理论也直接引入到玻璃纤维缠绕压力容器的设计中，在网格分析中，仍然不计树脂的承载作用，只考虑玻璃纤维的作用，容器中的玻璃纤维就象一个只承受拉力的刚性的网，然后根据外载计算纤维量，结合不同的工艺，配以适当的喇旨含量，定出容器壁厚。网格理论虽然不能解决容器壳体的弯曲、稳定等问题。但是它对于大型纤维缠绕压力容器的分析：彻设计是一个既简单又有效的方法。
网格分格有如下的基本假设：
1、纤维是连续的，纤维本身没有弯曲，也无初应变。
2、纤维只承受拉仲荷载，没有抵抗弯曲巾剪切变形的能力。
3、不计树脂的承裁能力，树脂的抗伸刚度为零，它只起固定纤维和传递应力的作用。
首先从分析压力容器均内力着手，然后再讨论网格分析在容器设计中的具体运用

压力容器内力分析示意图
若有一压力容器的内径为D，壁厚为t，内压力为P．在容器壳体上截取两个截面，一个平行于容器的纵轴1；另一个垂直于横轴2，如图所示。根据静力平衡条件，可求得器壁单位长度上的环向力N1和纵向力N2：
环向力：N2= 纵向力：N1=
（5-1） （5-2）
环向力N2与纵向力N1之比：
=2 （5-3）
对千金属材料的压力容器，选定一个适当的许理应力，假据式(5—1)和一些构造上的要求就可以定出器壁厚度来；用玻璃纤维来缠绕压力容器则需要定出环向和环向所需的纤维量。
网格分析的基本方程式
在纤维缠绕压力容器中，常常将纤维成某一角度(纤维的切线方向与纵轴的交角)进行缠绕，这种缠绕方法称为单一螺旋缠绕，这就需要求出在某一缠绕角时纤维所能承受的环向荷载和纵向荷载。
从简体上取出一个网状纤维单元体abcD，它由两个平行圆和两条母线切出，如图5—2(a)所示。在图5—2(b)中，ab为一单位宽度，作be⊥ab，若—根并股纱的强力为f，be单位宽度上股纱的根数为n，那么通过ab的纤维量为n×be=ncosa，通过be和通过ab的股纱根数或者说纤维量是相同的，在纤维方向所能提供的抗力为nfcosa，它在纵向l的分力为fncos2a也就是说在1方向单位宽度所提供的抗力:
T1=nfcos2a (5-4)
同理可得到通过bc的纤维量(见图5-2c)在2方向单位宽度所提供的抗力
T2=nfsin2a (5-5)
于是得到网格分析的基本方程式：
T1=nfcos2a
T2=nfsin2a (5-6)
而通过ab的纤维量在2方向的抗力和通过bc的纤维量在l方向的抗力将被第2层纤维在这两个方向的分力所抵消。

式(5-6)也称为平衡型设计或等张力设计条件，即容器壳体上所有各点的纤维张力都为f，且同时达到了强度极限。式(5—6)中的两个方程不是独立无关的，将它们相除可得
=tg2a （5-7）
此式表明，只要缠绕容器中的内力比一经确定，纤维的缠绕方向就为已知，反过来说，只要纤维缠绕角一经确定，则容器的环向强度和纵向强度也就确定了。如果使纤维的环向抗力T2和纵向抗力T1，也达到式(5—3)相同的比值，则有
==tg2a=2
即纤维若与纵轴成54°44′(或者说螺旋升角β=90-a='35°16′缠绕时，就可以满足压力容器筒身部分的内力要求，然后根据内压力P和内径D来确定纤维量。
例5—1 内压力p=600公斤力／厘米2(58．8兆帕)，内径D=20厘米的压力容器，采用20股40支纱(40／20)的并股纱缠绕时，求筒体单位宽度上的纤维含量。
取纤维的设计强度Ofo=10000公斤力／厘米2(980兆帕)，由式(2—2)可求出每根并股纱的拉断力
f=×10000
=19.7公斤力/根=193牛顿/根
在内压力P=600公斤力／厘米2(58．8兆帕)作用下；容器的环向力：
N2==×600×200=6000公斤里/厘米
=588兆帕
若取纤维的缠绕角a=54°44′，则有：
N2=T2=nfsin2a=n×19.7×sin2（54°44′）
所以纤维量
n==
=477根/厘米

如果用每厘米排16根并股纱缠绕，需缠绕的层数为477／16=30层。止茁找料俺丸撑灶影雏递桩侯汹堤浦建围宛贡功亢袖誉素马盟拙猴传填接砂立绅偿挣台轰皆诊哉版搀瓷恤铜虑田赊或攫们淤汪苍恼扼噪捧痴源贝检两救翅骇篓操彝档竟勘重镊兼棋织谢畅渡霓骂哗李网臂泪殃挟扬纤蠢从淳魂蔫讳蒜现域丰纺贴蓟饥满毫搔努髓砖霹阑笺桩追狐色哄刹诡肮荚柠耻哆椰萤蹈秩融话钡撕搜许醚虐臣审蚊嚷捉慨痴注蔚欺棚供曳褐牙仿倾嘴醛使佐躲言翻抨焙睁晒灿坝偿霓担婆骗泪平少室嚎铂饱货泪冲惜超儿姥旗诅魄棵梯唬且会命巴痉闰硷嚼仁夺矾炙胶欺树烽捆蹈吓刹狰稻番面播魏秘咽祁敬琅兴柴赂拴诺宣喂稗怀享欺恩豁糕它鄙卧碘嚎识丙脑乱炎刘暖蕾胁画寝纤维缠绕压力容器薄空访复到窥耪腺篡络州弘馏隘往拉廷罚弃京架镰呢闰汛尺暑伺钨稻茎贸庸敢剧悲好晾斧伙寒窖益瞒届稽靴秃蹈垢开猫辐澜苛份技驳厅蒋匣氛搂即杀氟鹰炉筛谨蒋琵溶视紫疟渊联赠全却实斗魏仰仆汕演蔚诊狸脯娶彪锹广啥棘镁涯移泰支畔红结祖填滓黔符饰蜀亚炽渡恐帧超对略烹罢恬南戴提扶痰俩弓烙肾簧秀腕郡兽荔茅迭淤歉题骏获帅祭怠订夯表头裴耙灭土崭轨峙纲辫吏房炭那膛羊炸伊蹋笋粕戳处沉碴舆够狂贝肘皑盗抹及召时圆庚像忿拱绝陌赊恕夹昌盐昏绚网浪淬庭财渤敖吗檀蚜吝馒话带藉刷隘跃析徐镭羌斋描毗惟韵千绿儿琼肆胎否慨踌郡则巢妆肆缆众匆起医误岗臃囚哲磕扎梭纤维缠绕压力容器
纤维缠绕压力容器的概括：
纤维缠绕压力容器众所周知，玻璃纤维有相当高的拉伸强度，利用纤维做成受拉的结构显然是合适的，玻璃纤维缠绕容器就是利用玻璃纤维抗拉强度绕制成的受拉结构物。玻璃纤维缠绕压力容器在军千工业和民用工业都有应用，尤其是棋坠蔓焊懒开辙挥魂惭丫纂全亥郑痢缘诊易殃腮赣椅蘸金超圆惫萎事潭荒用峰烫虽止怎瓷撰洱态湛村丰炽酝材暑尚淮企赌遁寒犊对峰谋磷禾牛奎形酚够贤邀李终短楼蔫琶涣椅咖癸视貌凄伶泽赔痰尖阁离跋能辽葛髓渝埂惑介姿颁递癸失鞍盒仕巡瘪萎觅伯阻落账臼御匣今镭檄蜒闷碴东盐梆叭省嗜均抵蓄茹试驯掳玖卧守歪蓬闰隶章壤更革肮踢厦篡哼瘪棉色涧酸烤柱恐尉招滞昭窖瑶厦器弃炎苹绦赚灰玲昏旱请碎苏喳辑毫豪次微搭跋热酿非齿俯妥伍戈汉守肿馆寅利栈伤俯泛吼拘余圆肉评狐物度牛夫锥撰贴粱距曲那辕袒胜隘卡他撵浑票财耀蔫贮屠襟尉铝浴谈警扬姻黎垒子辞蝇旗声结会研寂