高张力缠绕复合材料

径向压应力可控

通过张力施加方法平衡热应力，使缠绕结构获得最优径向压应力分布，从而抵抗高离心力。

Xu, Haojie · Yutao, Wang · Hao, Song · Li, Kangmei · 胡俊

Journal of Thermoplastic Composite Materials 2025

参数信息

芯模表面径向压应力

15.52 MPa

环向应力最大误差

6.7 %

芯模表面径向压应力最大误差

0.4 %

技术优势

热应力可被平衡

提出一种施加张力的方法来平衡温度场产生的热应力，避免内层纤维松弛，从而维持径向压应力。

模型误差极小

数学模型与有限元模拟结果吻合良好：环向应力最大误差6.7%，芯模表面径向压应力最大误差仅0.4%。

应用场景

• 碳纤维复合材料：用张力制度平衡热应力，避免碳纤维层内松弛，获得稳定径向预应力。
• 航空航天结构件：为航空航天承力件提供抗高离心力所需的径向压应力，且可通过张力精确控制。
• 旋转机械部件：在旋转机械部件中产生径向压应力，防止高速转动时因离心力导致的失效。
• 高离心力部件：通过优化张力叠加顺序，最大化芯模表面径向压应力，直接抵抗高离心力。