李雪芹
,
陈科
,
刘刚
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160712.001
针对船用复合材料螺旋桨叶片,分别采用壳单元赋予不同截面参数和实体单元赋予不同等效材料参数两种建模方法进行了有限元分析,对比了壳单元和实体单元模型的模态、均布压力载荷下的响应以及均匀温度场中的热变形.结果表明:对于从桨根到桨尖各位置铺层不同的叶片来说,两种建模方法在建模时间和铺层调整便捷性方面各有利弊;模态分析中两种模型的固有频率和振型计算结果存在一定差异,它们均可在一定条件下用于复合材料螺旋桨叶片模态计算;两种模型中,模拟均布压力载荷下的响应时应采用壳单元模型,而分析叶片在均匀温度场中结构的热变形应采用实体单元模型.
关键词:
船用螺旋桨叶片
,
复合材料
,
有限元建模
,
壳单元
,
实体单元
刘培启
,
柴森
,
陈祖志
,
古纯霖
,
周天送
玻璃钢/复合材料
针对数值模拟时CNG-2型气瓶常用的两种模型——轴对称模型和三维壳单元模型存在的争议,对两种模型进行了详细的对比,并讨论了纤维缠绕角度对其结构的影响,得到以下结论:由于CNG-2型气瓶纤维缠绕角接近90°,轴对称模型和三维壳单元模型的应力分布基本相同;壳单元理论上的缺陷导致三维壳单元模型纤维层的径向应力为0,是两种模型结果存在差别的主要原因;对纤维缠绕角接近90°的CNG-2型气瓶进行应力分析时,轴对称模型可以代替三维壳单元模型,且计算工作量较小;当纤维缠绕角不为90°时,两种模型间的误差随缠绕角变化,且当缠绕角在90°～70°之间时,误差在5％以内,在工程允许范围内仍可使用轴对称模型进行应力分析.相关结论可为CNG-2型气瓶数值分析工作提供有益的指导.
关键词:
CNG-2型气瓶
,
应力分析
,
壳单元
,
轴对称
,
缠绕角度
