尹冬梅，栗保明（南京理工大学瞬态物理国家重点实验室，江苏南京210094）



考虑缠绕预应力的轨道炮身管复合外壳渐进损伤分析

尹冬梅，栗保明
（南京理工大学瞬态物理国家重点实验室，江苏南京210094）

摘要：基于渐进损伤理论和Hashin失效准则，建立轨道炮身管纤维缠绕复合外壳的三维渐进损伤模型，采用有限元法分析和预测其损伤的起始和演变发展。借鉴纤维缠绕压力容器的设计理论，计算了等环向应力缠绕的预应力，分析了缠绕预应力对复合外壳渐进损伤的影响。仿真结果表明：复合外壳渐进损伤过程中，基体开裂、分层等多种损伤模式相继出现，其中基体开裂和拉伸引起的分层是复合外壳稳态失效过程中的主要损伤模式；缠绕预应力对复合外壳的某些损伤模式在一定程度上起到了抑制作用，但是加剧了复合外壳整体的损伤。该缠绕方式仅在加载初始电磁压力时，对内膛的刚度和密封性能的改善起到一定作用。

关键词：兵器科学与技术；复合材料；渐进损伤；身管；轨道炮；纤维缠绕

0　引言

随着武器轻量化技术的发展，复合材料被不断地应用到身管中。而复合材料的各向异性，使得复合材料身管的失效机理更为复杂。这是一个渐进损伤的过程。在这过程中，身管中将逐渐出现各种损伤模式，比如基体开裂、纤维断裂等，并且随着载荷的不断增加这些损伤将不断地累积。但是，对于复合材料身管损伤机理的研究，尤其是对于轨道炮复合材料身管的损伤机理研究，见诸报道的很少。……