Napěťová a deformační analýza navíjených a za tepla lisovaných kompozitních skořepin

Abstract

Cílem této habilitační práce je představit možnosti návrhu a následné napěťově-deformační analýzy dvou typů kompozitních skořepin, které byly řešeny na pracovišti autora. První část práce se týká navíjených kompozitních tenkostěnných tlakových nádob se zaměřením na analýzu koncových den, kde se nabízí možnost jejich vícekriteriální optimalizace s ohledem na vnitřní přetlak, rozměry, přídavné silové účinky, atd… Druhá část práce je věnovaná kompozitním skořepinám vyráběných technologií lisování za tepla a jejich použití v leteckém a medicínském průmyslu. Je zde představena kombinace experimentálních, analytických a numerických metod pro řešení stavu napjatosti konkrétních konstrukcí a konstrukčních celků. Práce je podložena výsledky, které byly přijaty vědeckou komunitou a které byly publikovány v odborných časopisech a na konferencích. Praktickým výstupem práce je pak návrhový postup integrálně navíjené kompozitní tlakové nádoby, který byl vytvořen na základě vícekriteriální optimalizace a dále metodika korekce formy pro kompozitní výlisek tak, aby výrobek měl po ochlazení rozměry v požadovaných tolerancích. Tato metodika byla implementována do vyvinutého softwaru, který je využíván průmyslovým partnerem.The aim of this habilitation thesis is introduction of possible design and stress/strain analysis of two types of composite shells which were analyzed at the author´s institution. First part of the work deals with wound thin composite pressure vessels with focus on end domes and their multi-criteria optimization according to inner pressure, dimensions, additional force effects, etc… Second part of the work deals with composite shells manufactured by thermoforming technology and their use in aircraft and medicine industry. Combination of experimental, analytical, and numerical methods is presented for stress/strain analysis of specific constructions and constructions units. Presented work is supported by results which were accepted by scientific community, and which were published in peer-reviewed journals and on conferences. A further practical outcome is design process of integrally wound composite pressure vessel based on multi-criteria optimization and methodology of moulding form correction for composite shells, so the final product has dimensions in prescribed tolerances after cooling. This methodology is implemented in developed software which is used by the industrial partner.