国产T700炭纤维复合材料发动机壳体强度设计及成型工艺

作     者：林松 张琳 高志琪 孙艳荣 李文斌 LIN Song1 ,ZHANG Lin1,GAO Zhiqi1,SUN Yanrong1,LI Wenbin2

作者机构：北华航天工业学院廊坊065000 航天材料及工艺研究所北京100076 

出 版 物：《固体火箭技术》 (Journal of Solid Rocket Technology)

年 卷 期：2018年第41卷第5期

页      面：614-620页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主　　题：缠绕张力 缠绕带宽 NOL环 发动机壳体 

摘      要：为推进国产T700炭纤维在发动机壳体上的应用,针对其进行复合材料缠绕成型的带距与张力等关键工艺参数设计,并进行复合材料试验及工艺优化,得到发动机壳体缠绕成型的工艺及关键设计参数。基于以上参数采用网格理论进行发动机壳体的强度设计,缠绕成型ф150 mm发动机壳体,并进行水压爆破试验验证。结果表明,国产T700炭纤维的缠绕张力与带距等对复合材料力学性能影响较大,起始缠绕张力30 N每层递减0.5 N以及缠绕设计带距为2.5 mm为最佳缠绕工艺参数,经工艺优化的国产T700炭纤维的强度发挥率高达83.2%,采用优化后的工艺参数制备的发动机壳体的爆破压强达到36.5 MPa,容积特征系数(pV/W)高达43.6 km,具有较高的结构效率。所得工艺及关键设计参数可为国产T700炭纤维在发动机壳体等高压容器上的应用提供借鉴。