基于爆破试验的CFRP固体火箭发动机壳体的可靠性设计
来源期刊：复合材料学报2009年第2期
论文作者：李卓 李强 路智敏
关键词：CFRP; 固体火箭发动机壳体; 安全系数; 可靠性设计; 变异系数;
摘 要：根据GJB 1878-94制备了8个碳纤维缠绕复合材料压力容器,通过试验获得壳体的纤维强度、缠绕角、几何尺寸、爆破压强等随机变量特征值,利用这些实验数据对固体火箭发动机壳体进行可靠性设计,并与传统的安全系数法设计进行比较.结果表明,使用可靠性安全系数法设计可以实现安全性和经济性的统一.分析了材料的力学性能参数及壳体的几何参数等随机变量的变异系数对CFRP固体火箭发动机壳体爆破压强分散程度的影响.纤维应力、壳体纤维层厚度和壳体半径的变异系数的大小直接影响了爆破压强的分散程度;而纤维缠绕角除其变异系数的大小直接影响爆破压强的分散程度外,其参数均值也对爆破压强的分散程度有影响.
李卓1，李强2，路智敏2
(1.中国航天科工集团公司,第六研究院41所,呼和浩特,010010;
2.北京交通大学,轨道车辆结构可靠性与运用检测技术教育部工程中心,北京,100044;
3.内蒙古工业大学,化学工程学院,呼和浩特,010051)
摘要:根据GJB 1878-94制备了8个碳纤维缠绕复合材料压力容器,通过试验获得壳体的纤维强度、缠绕角、几何尺寸、爆破压强等随机变量特征值,利用这些实验数据对固体火箭发动机壳体进行可靠性设计,并与传统的安全系数法设计进行比较.结果表明,使用可靠性安全系数法设计可以实现安全性和经济性的统一.分析了材料的力学性能参数及壳体的几何参数等随机变量的变异系数对CFRP固体火箭发动机壳体爆破压强分散程度的影响.纤维应力、壳体纤维层厚度和壳体半径的变异系数的大小直接影响了爆破压强的分散程度;而纤维缠绕角除其变异系数的大小直接影响爆破压强的分散程度外,其参数均值也对爆破压强的分散程度有影响.
关键词:CFRP; 固体火箭发动机壳体; 安全系数; 可靠性设计; 变异系数;
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