复合材料缠绕压力容器

破裂极限可预测

通过超高速冲击实验与断裂力学分析，建立了内压与壁厚主导的正面破裂极限方程，为航天器安全评估提供定量依据。

Duan, Yongpan · Xu, Pengzhao · Yukun, Chang · Chi, Runqiang · 庞宝君 · Xinrang, Liu · Yuxuan, Deng · Ruicheng, Li · Jiachen, Hao · 张永强

Thin-Walled Structures 2026

技术优势

破裂极限可算

方程将破裂条件与冲击参数、内压、壁厚定量关联，可直接用于安全评估和防护设计。

主导因素明确

研究证实内压和复合材料层厚度对正面破裂影响最显著，而冲击速度在所研究范围内影响较小，指导防护优化方向。

应用场景

• 航天器结构安全：破裂极限方程可直接用于航天器推进剂贮箱等含压部件在空间碎片撞击下的安全裕度校核。
• 航天复合材料：量化了复合材料层厚度对COPV破裂阈值的影响，为复合材料缠绕层优化设计提供依据。
• 高超声速防护：针对超高速撞击导致的压力容器灾难性破裂提供预测模型，支撑防护方案评估。
• 冲击测试：利用二级轻气炮开展不同工况下COPV的超高速冲击实验，获得损伤模式与破裂阈值数据。