摘要

利用实验研究、理论以及仿真分析相结合的方法研究了碳纤维缠绕薄壁铝管的准静态径向压缩性能。考虑铝管和碳纤维管的共同作用,首先建立了Al-CFRP混合管在径向压缩作用下的初始破坏载荷以及总吸能的理论模型。然后对Al-CFRP混合管进行准静态径向压缩实验,结果表明实验与理论结果吻合较好,验证了理论模型的准确性,并通过有限元仿真进行了补充改进。基于建立的理论模型,研究了碳纤维缠绕角度以及铝管层与纤维层的层厚比对混合管初始破坏载荷和总吸能的影响规律。结果表明,在准静态径向压缩作用下,Al-CFRP混合管具有稳定的破坏模式和承载力,其初始破坏载荷和总吸能均高于铝管;混合管的初始破坏载荷与总吸能均随着碳纤维缠绕角度以及Al-CFRP层厚比增大而先减小后增大。