對具有內(nèi)襯的纖維纏繞圓筒壓力容器進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析。將內(nèi)襯作為各向同性材料、纖維纏繞圓筒作為正交異性材料處理。在內(nèi)壓作用下，得到了內(nèi)襯和纖維纏繞圓筒的彈性應(yīng)力和應(yīng)變。討論了內(nèi)襯和纖維纏繞圓筒材料選取和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，即應(yīng)選取彈性模量很低、強(qiáng)度較高和塑性良好的材料作內(nèi)襯；選取模量和強(qiáng)度都較高的纖維纏繞圓筒：內(nèi)襯壁厚應(yīng)盡可能薄，且與纖維纏繞圓筒粘接牢固。算例表明，彈性應(yīng)力分析結(jié)果與測試值符合良好。

       玻璃纖維、有機(jī)纖維和炭纖維等具有較高的比強(qiáng)度和比模量，已廣泛用于制作各種纖維纏繞壓力容器。作為固體火箭發(fā)動機(jī)的纖維纏繞殼體，其密封問題由橡膠類內(nèi)絕熱層保證。在進(jìn)行固體火箭發(fā)動機(jī)纖維纏繞殼體設(shè)計(jì)時，一般忽略內(nèi)絕熱層的承載作用。而衛(wèi)星用高壓氣瓶，則多采用金屬材料作內(nèi)襯，外纏高強(qiáng)纖維。這種內(nèi)襯不僅起密封作用，而且還具有一定承載能力。

       纖維纏繞圓筒壓力容器在內(nèi)壓作用下將產(chǎn)生較大的彈性變形。內(nèi)絕熱層用橡膠類材料模量很低，能承受很大的彈性變形。固體火箭發(fā)動機(jī)纖維纏繞殼體的內(nèi)絕熱層與殼體之間具有良好的變形協(xié)調(diào)性，不僅密封問題容易得到保證，而且也不存在內(nèi)絕熱層的強(qiáng)度破壞問題。金屬材料內(nèi)襯的彈性模量較高，其彈性變形往往遠(yuǎn)低于纖維纏繞殼體的彈性變形。在內(nèi)壓作用下，纖維纏繞殼體還在彈性范圍時，金屬內(nèi)襯已產(chǎn)生較大的塑性變形。卸壓后，纖維纏繞殼體的彈性變形回復(fù)，使直徑增大了的金屬內(nèi)襯承受較大的外壓作用。如果內(nèi)襯與纖維纏繞殼體粘接不牢，往往會使內(nèi)襯在外壓作用下失穩(wěn)，內(nèi)襯出現(xiàn)內(nèi)塌陷的鼓包。當(dāng)容器再次充壓時，鼓包又被壓回。卸壓后，鼓包又出現(xiàn)。如此反復(fù)地充壓、卸壓，會使內(nèi)襯在遞增疲勞作用下破壞。由此可見，對具有金屬材料內(nèi)襯的纖維纏繞圓筒壓力容器，分析其在內(nèi)壓作用下內(nèi)襯和纖維纏繞殼體的彈性變形及應(yīng)力分布是壓力容器設(shè)計(jì)和制造的重要環(huán)節(jié)。

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