The invention provides a layer structure of a carbon fiber resistant outer pressure pipe, wherein the ply structure is [90 degrees
【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维缠绕耐外压管的铺层结构
本专利技术涉及碳纤维复合材料
，尤其涉及一种碳纤维缠绕耐外压管的铺层结构。
技术介绍
纤维缠绕复合材料管道具有耐腐蚀、比强度高、弹性模量高、质量轻、可设计性强等特点。对于薄壁圆筒而言，其环向应力与“轴向”应力之比约为2：1，若采用均质材料如金属管线在满足环向强度的条件下轴向强度富裕较大，而经过纤维缠绕增强的管道可以通过缠绕层和缠绕角的变化实现环向和轴向强度都没有剩余的强度储备而提高材料的利用率。碳纤维薄壁管受到外压时破坏主要表现为环向失稳破坏，圆筒的失稳临界压力取决于筒身的长径比、径厚比及环向模量。对于复合材料来说，其筒身结构设计及环向模量大小关系到纤维的铺层方式设计。使用高模量碳纤维缠绕制备外压管，虽可以提高环向稳定性，但一方面高模碳纤维性脆，螺旋缠绕过程中碳纤维容易断裂，另一方面环向、轴向压缩强度较差；使用高强碳纤维，在保证环向失稳前提下，轴向、环向压缩强度安全系数太大。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种碳纤维缠绕耐外压管的铺层结构，通过螺旋缠绕采用高强碳纤维、环向缠绕采用高模碳纤维，使碳纤维外压管在受到外压时环向失稳和环向、轴向强度破坏同步，有效降低壁厚减轻重量。本专利技术为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种碳纤维缠绕耐外压管的铺层结构，所述铺层结构为[90°2/±α/±2α/90°2]n，n为重复数，90°环向缠绕采用高模碳纤维、±α和±2α螺旋缠绕采用高强碳纤维的混合缠绕而成。上述方案中，螺旋角α在25～32°。上述方案中，90°环向缠绕使用的高模量碳纤维为M30J、M40J或M50J...
【技术保护点】
一种碳纤维缠绕耐外压管的铺层结构，其特征在于，所述铺层结构为[90°
【技术特征摘要】
1.一种碳纤维缠绕耐外压管的铺层结构，其特征在于，所述铺层结构为[90°2/±α/±2α/90°2]n，n为重复次数，90°环向缠绕采用高模量碳纤维，±α和±2α螺旋缠绕采用高强度碳纤维的混合缠绕而成。2.如权利要求1所述的铺层结构，其特征在于，螺旋缠绕角α在25～32°。3.如权利要求1所述的铺层结构，其特征在于，90°环向缠绕使用的高模量碳纤维为M30J、M40J或M50J等级碳...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡浩鹏，代威，王钧，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42
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