討論了具有金屬內(nèi)襯的纖維纏繞氣瓶在加壓和卸壓過程中的變形特性。依據(jù)網(wǎng)格理論，給出了纖維纏繞殼體的設(shè)計(jì)方法。對(duì)塑性性能良好的金屬材料內(nèi)襯，可用強(qiáng)度理論中的最大正應(yīng)變準(zhǔn)則進(jìn)行強(qiáng)度設(shè)計(jì)。推導(dǎo)出氣瓶卸壓時(shí)內(nèi)襯不失穩(wěn)所應(yīng)滿足的條件。為使卸壓時(shí)內(nèi)襯不失穩(wěn)，內(nèi)襯與纖維纏繞殼體之間應(yīng)有足夠的粘接強(qiáng)度，而且內(nèi)襯的壁厚應(yīng)越薄越好。對(duì)壁厚較薄的內(nèi)襯，給出了氣瓶卸壓時(shí)內(nèi)襯不失穩(wěn)的最小粘接強(qiáng)度的確定方法。算例表明，文中給出的設(shè)計(jì)分析方法，可用于具有金屬內(nèi)襯纖維纏繞氣瓶的初步設(shè)計(jì)。

       隨著纖維復(fù)合材料的發(fā)展和應(yīng)用，航空和航天用金屬材料氣瓶逐漸被纖維纏繞氣瓶所取代，尤其是炭纖維纏繞氣瓶，近年來在航空和航天領(lǐng)域里得到廣泛應(yīng)用。纖維纏繞氣瓶多采用塑性良好的鋁合金或鈦合金薄壁殼體作為內(nèi)襯，該殼體既起密封作用，又是氣瓶纏繞成型時(shí)的芯模。因此，纖維纏繞氣瓶設(shè)計(jì)必須同時(shí)考慮纖維纏繞殼體和內(nèi)襯殼體結(jié)構(gòu)，及其在內(nèi)壓作用下的相互作用。

        氣瓶的纖維纏繞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可采用網(wǎng)格理論方法。對(duì)于塑性良好的鋁合金或鈦合金，其強(qiáng)度極限較低，在計(jì)算纖維纏繞氣瓶的爆破壓強(qiáng)時(shí)可忽略內(nèi)襯的作用，直接由網(wǎng)格理論方法確定纖維纏繞殼體的壁厚。文獻(xiàn)[1]指出，具有金屬內(nèi)襯的纖維纏繞氣瓶在內(nèi)壓作用下，纖維纏繞殼體還在彈性范圍時(shí)，內(nèi)襯已產(chǎn)生較大的塑性變形。因此，應(yīng)采用塑性較好的材料作內(nèi)襯，且允許內(nèi)襯在塑性范圍內(nèi)工作。這樣一來，內(nèi)襯設(shè)計(jì)宜采用最大正應(yīng)變理論進(jìn)行強(qiáng)度校核。另外，氣瓶使用時(shí)要經(jīng)歷加壓和卸壓等加載過程。充氣加壓至最大壓強(qiáng)時(shí)，內(nèi)襯發(fā)生較大的塑性變形，而纖維纏繞殼體僅發(fā)生彈性變形，卸壓后該彈性變形得以回復(fù)，而產(chǎn)生塑性變形（不能回復(fù)）的內(nèi)襯直徑增大，結(jié)果將承受一定的外壓作用。如果內(nèi)襯與纖維纏繞殼體之間粘接不牢固，或有局部脫粘、弱粘等缺陷，往往會(huì)使內(nèi)襯在外壓作用下失穩(wěn)而出現(xiàn)塌陷的鼓包，當(dāng)氣瓶再次充壓時(shí)，鼓包又被壓回，卸壓后，鼓包又出現(xiàn)，如此反復(fù)充壓、卸壓，會(huì)使內(nèi)襯在低周疲勞下破壞。由此可見，對(duì)具有金屬內(nèi)襯的纖維纏繞氣瓶，分析其在內(nèi)壓作用下的變形及內(nèi)襯失穩(wěn)條件，是纖維纏繞氣瓶設(shè)計(jì)的重要任務(wù)。

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