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作者：王业成;王馨锐;王晓宏;刘长喜;毕凤阳;王云龙;姜旭;
单位：东北农业大学工程学院;黑龙江工程学院机电工程学院;
摘要：随着碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer/Plastic, CFRP)及其制造工艺的发展，可设计性较强的CFRP产品用来替代金属结构以实现轻量化设计，受到更多设计者的关注.以CFRP回转壳体为研究对象，基于ABAQUS建立CFRP回转壳体有限元分析模型，探讨缠绕角度对结构力学性能的影响，并设计了两种纤维缠绕方案.通过拉伸性能分析、压缩性能分析以及加速度过载性能分析对设计结构进行强度校核，最终确定以[90°/(90°/±20°/±45°)2/90°/±20°/90°/±45°/90°]_s为成型方案.采用干法缠绕工艺对该方案的CFRP回转壳体进行制作，通过试验法进行对比验证.结果表明：纤维缠绕角度为0时，CFRP回转壳体抗压性能最优；抗拉强度/模量偏差率为24.23%/18.71%,抗压强度/模量偏差率为9.56%/18.62%,过载强度模量偏差率为3.22%/2.72%,验证了有限元模型具备一定的准确性；根据安全系数计算可知，该纤维缠绕设计方案能够达到技术性能指标要求.
关键词：碳纤维复合材料;;回转壳体;;ABAQUS;;有限元;;纤维缠绕角度
基金资助：国防科技重点实验室开放基金项目（JCKYS2023603C022）;; 黑龙江省自然科学基金项目（LH2023E114）;; 2023黑龙江省属本科高校“优秀青年教师基础研究支持计划”项目（YQJH2023144）;; 黑龙江省属本科高校基本科研业务费科研项目（2022GJ03）
