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作者：李玉峰;马天驹;
单位：兰州空间技术物理研究所;
摘要：针对大椭球比扁平复合材料气瓶的疲劳失效问题，以TA1钛合金为超薄壁内衬（0.8 mm）、碳纤维/环氧树脂为复合材料层、椭球比为2.3∶1的扁平复合材料气瓶为研究对象，分析影响气瓶疲劳失效的主要因素。结合寿命预测模型，确定了气瓶的疲劳寿命、疲劳失效位置及其变化规律，并开展试验验证。结果表明：疲劳寿命预测结果与试验结果吻合率达93%；采用实体单元SOLID185与壳单元SHELL181组合建模方法，可有效模拟多层铺设结构的疲劳寿命；大变形扁平气瓶在升/泄压过程中，内衬弹性变形随压力降低可回弹，其永久塑性变形和材料断裂应变直接影响疲劳寿命；选择最佳自紧压力有助于扩大气瓶弹性工作范围，当自紧压力从18 MPa增加至24 MPa时，疲劳寿命由99次提高至304次，提升幅度达207%。研究成果可为大椭球比扁平复合材料气瓶的研制提供参考。
关键词：复合材料气瓶;;疲劳寿命;;椭球比;;扁平异形
