Разработка методов расчёта комбинированных баллонов высокого давления для летательных аппаратов с учётом физической нелинейности. тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Чжан Сюань нет

• Чжан Сюань нет
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Чжан Сюань нет

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ, ИЗГОТОВЛЕНИЯ И РАСЧЕТА КОМБИНИРОВАННОГО БАЛЛОНА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ (КБВД ТИПОВ 2 и 3)

1.1. Применение комбинированных баллонов высокого давления в ракетно-космической и авиационной технике, их конструктивные особенности

1.2. Испытания и основные требования к проектированию КБВД

1.3. Расчётные схемы, применяемые при анализе напряженно-деформированного состояния КБВД

1.4. Прикладные теории деформирования для металлического лейнера и многослойного композитного материала

1.5. Способы расчёта КБВД

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ НАПРЯЖЁННО-ДЕФОРМАЦИОННОГО СОСТОЯНИЯ И ПРОЕКТИРОВАНА ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ЧАСТИ КБВД ТИПА

2.1. Линейно-упругая деформация цилиндрической части

2.2. Расчёт напряжений в слоях цилиндрической части с помощью соотношений деформационной теории пластичности

2.3. Напряженно-деформированное состояние цилиндрической части в случае материала лейнера с линейным и нелинейным упрочнениями

2.4. Вариант проектного расчёта цилиндрической части

2.5. Прогнозирование предельного давления

ГЛАВА 3. ПРИМЕНЕНИЕ ТЕОРИИ ТЕЧЕНИЯ ИЗОТРОПНОГО ТЕЛА ДЛЯ РАСЧЁТА ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ЧАСТИ КБВД ТИПА

3.1. Соотношения теорий течения в соответствии с поверхностями нагружения Треска-Сен-Венана и Хубера-Мизеса

3.2. Расчёт напряжений и деформаций за пределами упругости на цилиндрической части КБВД типа 2 по теории течения на основе поверхности нагружения Треска-Сен-Венана

Стр.

3.3. Расчёт напряжений и деформаций за пределами упругости на цилиндрической части КБВД типа 2 по теории течения Прандтля-Рёйсса

3.4. Вариант проектного расчёта цилиндрической части

3.5. Проектирование высокоэффективного КБВД

ГЛАВА 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ И ДЕФОРМАЦИЙ В СЛОЯХ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ЧАСТИ КБВД ТИПА 3 С УЧЁТОМ ФИЗИЧЕСКОЙ НЕЛИНЕЙНОСТИ ЛЕЙНЕРА И ВОЛОКНИСТОГО КОМПОЗИТА

4.1. Расчёт напряжений и деформаций цилиндрической части с применением теории течения Прандтля-Рёйсса

4.2. Расчёт остаточных деформаций в цилиндрической части на основе теории пластичности изотропного тела с трансляционным упрочнением

4.3. Оценка допускаемого давления предварительной опрессовки

4.4. Применение теории пластичности с трансляционным упрочнением для описания нелинейных деформирования волокнистого композита

4.5. Разработка КБВД с применением вычислительных моделей

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНА

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методов расчёта комбинированных баллонов высокого давления для летательных аппаратов с учётом физической нелинейности.»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Комбинированные баллоны высокого давления (КБВД), т. е. композитные баллоны высокого давления с несущим металлическим лейнером, широко применяются в разнообразных изделиях современной техники. Основными преимуществами таких конструкций по сравнению с цельнометаллическими баллонами являются высокие удельные прочность и жесткость, стойкость к агрессивным средам, износостойкость, безопасная форма разрушения и др. Они превосходят цельнокомпозитные баллоны с полимерным лейнером по параметрам газопроницаемости и сопротивления циклически изменяющимся термосиловым нагрузкам.

На практике КБВД, предназначенные для хранения сжатого газа при давлениях 10^-40 МПа, должен выдерживать нагрузку, включая циклическую, в течение длительного времени без разрушения и потери герметичности. При этом экспериментальные исследования баллонов показывают, что деформирование конструкции является нелинейным, в том числе при разгрузке и повторном нагружении. Для обеспечения надёжной и безопасной работы и уменьшения риска возникновения аварийных ситуаций необходимо адекватно оценивать напряженно-деформированное состояние как лейнера, так и многослойного композиционного материала (КМ). В этой связи при их проектировании помимо линейно упругого поведения необходимо рассматривать пластическое деформирование, предшествующее предельному состоянию. Результаты, вытекающие из указанного подхода, могут быть полезными при разработке критериев малоцикловой усталости материала лейнера и композитного слоя.

Учёт пластических деформаций также необходим при обосновании безопасных режимов некоторых технологических операций. В частности, при изготовлении КБВД применяется предварительная опрессовка давлением, превышающим эксплуатационное давление. После этой операции в материале лейнера возникают пластические деформации, позволяющие повышать малоцикловую прочность конструкции. Однако при этом на этапе разгрузки лейнер

сжимается внешним контактным давлением, обусловленным воздействием многослойного материала. В итоге может произойти нежелательная потеря устойчивости тонкостенного лейнера.

В данной диссертационной работе рассматриваются КБВД двух типов, КБВД типа 2 и 3. Для таких КБВД разрабатываются методы расчёта напряженно-деформированного состояния, в которых учитываются пластические деформации как в металлическом лейнере, так и в КМ. Предложенные расчётные зависимости удобны для решения практических задач. Они могут быть полезными на этапе предварительного проектирования КБВД, а также при проведении расчётов напряженно-деформированного состояния композитных конструкций с более сложными геометрическими характеристиками.

Степень разработанности темы исследования. В настоящее время при разработке КБВД для летательных аппаратов (ЛА) распространены проектные расчёты, основанные на анализе предельного состояния конструкции. Теоретическое обоснование такого подхода разработано и изложено в ряде существующих публикаций. При этом предполагается, что в предельном состоянии металлический лейнер деформируется как идеально пластическое тело, а однонаправленный волокнистый композит представляет собой систему упругих нитей, воспринимающих только растягивающую нагрузку. Как известно, такой подход приемлем для конструкций, которые однократно подвергаются эксплуатационной нагрузке в течение весьма ограниченного времени.

В случае поверочных расчётов для описания пластического деформирования металлического лейнера применяются соотношения деформационной теории пластичности и теории течения Прандтля-Рёйсса с изотропным упрочнением, не позволяющие адекватно описывать деформирование конструкции при сложном, в том числе при циклическом, нагружении. Для однонаправленного волокнистого КМ используются нелинейные модели деформирования, предполагающие постепенное уменьшение жёсткостных свойств в направлении поперёк волокон и при чистом сдвиге в плоскости армировании при возрастании внешних сил. Такие модели по существу являются эмпирическими и не имеют строго теоретического

обоснования.

Объект исследования. Объектом исследования является цилиндрическая часть КБВД, предназначенного для длительного хранения сжатого газа на борту ЛА.

Целью работы является разработка методов проектного и поверочного расчётов цилиндрической части КБВД типов 2 и 3 для ЛА с помощью различных вариантов теории пластичности изотропного и ортотропного тел.

Задачи исследования. Достижение поставленной цели предполагает решение следующих задач:

1. Применительно к КБВД типа 2 развитие существующего метода расчёта и проектирования, основанного на соотношениях деформационной теории пластичности изотропного тела; разработка метода расчёта и проектирования с применением соотношений теории пластичности с изотропным упрочнением, основанной на ассоциированном законе течения и поверхности нагружения Треска-Сен-Венана.

2. Разработка расчётных соотношений и вычислительного алгоритма для выполнения поверочного расчёта цилиндрической части КБВД типов 2 и 3 с применением теорий пластичности с трансляционным упрочнением для изотропного и ортотропного тел.

3. Теоретическое описание деформирования КБВД при разгрузке, анализ остаточных напряжений и деформаций, прогнозирование поведения при повторном нагружении, обоснование давления предварительной опрессовки.

4. Проектирование цилиндрической части КБВД, анализ её напряжённо-деформированного состояния и массовых характеристик на основании полученных расчётных соотношений, применение современных конечно-элементных программах комплексов для верификации полученных результатов и сравнительного анализа.

Методы и средства исследования. При решении поставленной задачи были использованы классические теории пластичности, а именно: деформационная теория пластичности для изотропного тела, теория пластичности с трансляционным упрочнением для изотропного и ортотропного тел, основанные на

концепции поверхности нагружения и ассоциированном законе течения. Для численного интегрирования полученных уравнений и верификации результатов применяется метод переменных параметров упругости в сочетании шаговым нагружением, методы компьютерного моделирования с применением программного комплекса ANSYS.

Научная новизна заключается в следующем:

1. Получены обозримые аналитические зависимости для расчёта и проектирования цилиндрической части КБВД типа 2, основанные на соотношениях теории пластичности с поверхностью нагружения Треска-Сен-Венана.

2. Разработаны расчётные соотношения и вычислительный алгоритм на основе теории пластичности с трансляционным упрочнением как для изотропного, так и для ортотропного тел, позволяющие адекватно описывать нелинейное деформирование при разгрузке и повторном нагружении КБВД типов 2 и 3.

Основные научные результаты диссертации содержат следующие:

1. Метод расчёта напряжений и деформаций в цилиндрической части КБВД с применением соотношений деформационной теории пластичности изотропного тела с нелинейным упрочнением.

2. Применение гипотезы равнонапряжённости металлического лейнера для обоснования проектного расчёта цилиндрической части КБВД типа 2 в случае применения деформационной теории пластичности и теории течения на основе поверхности нагружения Треска-Сен-Венана.

3. Полученные обозримых аналитических зависимостей для расчёта толщин стенки лейнера и композитного слоя на цилиндрической части КБВД типа 2 на основе соотношений теории пластичности с поверхностью нагружения Треска-Сен-Венана.

4. Получение матрицы упругопластических характеристик многослойных материалов на цилиндрической части КБВД типов 2 и 3 на основе соотношений теории пластичности изотропного и ортотропного тела с трансляционным упрочнением и разработка численного способа интегрирования определяющих соотношений с применением метода переменных параметров упругости и шагового

нагружения.

5. Способ прогнозирования предельного состояния КБВД типа 3, анализа массовых характеристик с учётом нелинейного поведения лейнера и многослойного КМ, обоснование давления автофретирования в соответствии с требованиями нормативно-технической документации.

6. Конечно-элементное моделирование в программном комплексе А№8У8 КБВД типа 3, позволяющее выполнить поверочный расчёт напряженно-деформированного состояния и разрушающего давления баллона, а также верификацию полученных теоретических результатов.

Практическая значимость определяется расчётными соотношениями для определения толщин стенки лейнера и композитного слоя на цилиндрической части КБВД типа 3; способом обоснования давления автофретирования с учётом требований нормативной документации; способом расчёта разрушающего давления для КБВД типов 2 и 3 с учётом пластического деформирования материалов лейнера и композитного слоя.

Защищаемые положения.

1. Способ расчёта цилиндрической части КБВД типа 2 на основе деформационной теории пластичности с учётом нелинейного упрочнения материала лейнера.

2. Расчётные соотношения для определения толщин стенки лейнера и композитного слоя на цилиндрической части КБВД типа 2, основанные на гипотезе равнонапряжённости лейнера.

3. Обозримые аналитические зависимости для расчёта напряжений и деформаций на цилиндрической части КБВД типа 2, полученные с помощью соотношений теории пластичности с изотропным упрочнением, основанной на поверхности нагружения Треска-Сен-Венана.

4. Способ получения матрицы упругопластических характеристик для многослойного материала на цилиндрической части КБВД типа 3, основанный на соотношениях теории пластичности изотропного и ортотропного тел с трансляционным упрочнением, а также способ численного интегрирования

соответствующих дифференциальных зависимостей.

5. Разработанный для КБВД типа 3 метод анализа остаточных напряжений и деформаций при разгрузке, прогнозирования деформирования при повторном нагружении, обоснования давления автофретирования, расчёта разрушающего давления с применением соотношений теории пластичности с трансляционным упрочнением.

Достоверность положений и выводов, приведенных в диссертации, обосновывается применением соотношений теории пластичности для изотропного и ортотропного тел, основанных на классической концепции поверхности нагружения и ассоциированном законе течения, положений механике композитных материалов, апробированных численных методах и программных комплексах. Полученные результаты удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными, заимствованными из опубликованных работ других авторов.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были представлены на научно-технических конференциях:

1. XLIV академические чтения по космонавтке, посвященные памяти академика С. П. Королёва и других выдающихся отечественных ученых - пионеров освоения космического пространства «Королевские чтения 2020». Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2020.

2. IV Международная молодёжная конференция «Новые материалы, подходы и технологии проектирования, производства и эксплуатации ракетно-космической техники». Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2020.

3. VI международная научная конференция «Фундаментальные и прикладные задачи механики». Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2020.

4. Семинар кафедры прикладной механики МГТУ им. Н.Э. Баумана. Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2021.

5. Московском ежемесячном семинаре молодых учёных и студентов по проблемам машиноведения им. Ю.Н.Работнова. Москва, ИМАШ им. А.А. Благонравова РАН, 2021.

Публикации. Результаты диссертационной работы отражены в 5 научных

статьях, в том числе в 2 публикациях в изданиях из перечня ВАК РФ.

Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов (заключения), списка использованной литературы, включающего 137 научных трудов на русском и иностранных языках. Работа изложена на 146 страницах, содержит 48 рисунков и 11 таблиц.

Благодарности. Автор выражает благодарность научному руководителю, всем преподавателям кафедры космических аппаратов и ракеты-носителей МГТУ им. Баумана за ценные советы, замечания и поддержку, а также русским друзьям за помощь при подготовке данной работы.

ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ, ИЗГОТОВЛЕНИЯ И РАСЧЕТА КОМБИНИРОВАННОГО БАЛЛОНА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ (КБВД ТИПОВ 2 и 3)

1.1. Применение комбинированных баллонов высокого давления в ракетно-космической и авиационной технике, их конструктивные особенности

Опыт зарубежных и отечественных исследований показал, что КБВД имеют значительно меньшую массу, являются более эффективными, чем цельнометаллические. КБВД необходимы для обеспечения преемственности компоновочных схем разгонных блоков космических и летательных аппаратов, их пневматических систем, двигательной установки. Кроме того, снижение массы баллона в космической и авиационной технике дает существенный экономический эффект [104].

Благодаря отличительным достоинствам конструкции (большая взрывобезопасность, безосколочное разрушение, высокая надежность, герметичность) КБВД находят широкое применение в конструкциях, для которых характерна высокая вероятность неблагоприятных и аварийных ситуаций. Они часто применяются в аварийно-спасательных средствах космических кораблей и истребителей (см. Рис.1.1а), в системах жизнеобеспечения космонавтов (см. Рис. 1.1 б) [52], в системах аварийного торможения самолетов [47] и др. В статье [55] рассмотрен один вариант КБВД, предназначенного для хранения газообразного топлива и устанавливаемого в комплексе сверхдальних беспилотных летательных аппаратов с солнечной энергосистемой «UAV» (см. Рис.1.1в.). На Рис. 1.1г показаны некоторые варианты КБВД, используемые на изделиях космической техники. В связи с их высокой циклической прочностью и газонепроницаемостью КБВД обеспечивают длительный рабочий период и многоцикловую эксплуатацию. Например, КБВД на борту космических станций служат в вакуумных условиях и экстремальных температурах в течения длинного времени. Существуют программы Роскосмоса и NASA, направленные на освоение Луны и Марса [40], в которых

предполагается создание энергетических модулей, входящих в состав орбитальной и напланетной космической базы. Подробная информация о применении КБВД в космических и авиационных областях изложена в обзорных работах [10,87,88].

Рис.1. 1. Применения КБВД в изделиях космической и авиационной техники

различного назначения КБВД могут иметь различные формы, например, сферическую, близкую к сферической, коническую, тороидальную форму и др. Среди них наиболее распространенной и эффективной является форма, включающая цилиндрическую часть. Исследование в работе [89] показало, что при заданном разрушающем давлении и объёме, КБВД большего и меньшего диаметра легче сферических баллонов, так как кольцевые слоя на цилиндре могут воспринимать большую нагрузку по сравнению со спиральными слоями. С учётом этого увеличение площади поверхности цилиндрической части баллона по сравнению с площадью поверхности днища проводит к уменьшению массы конструкции. Вторая причина связана с тем, что самая тонкая часть лейнера находится на цилиндрической части баллона. Толщина лейнера может постепенно уменьшаться от днища к стыку цилиндрической части и днища и достигать минимальной величины в сопряжении.

Увеличение длины, а не диаметра КБВД проводит к уменьшению массы при заданном объёме, поскольку неэффективное днище становится меньшей частью баллона. Поэтому отношение длины к диаметру ЬЮ КБВД, как правило, составляет более 2. Кроме того, при проектировании КБВД с цилиндрической частью необходимо учитывать форму днища, она должна обеспечить требования к конструкции, а также технологичность изготовления. В работах [103,113,114] разработаны расчётные соотношения для определения формы днища КБВД, основанные на различных технических соображениях.

Проектирование КБВД требует анализа характеристик материала лейнера, внешнего композитного слоя и взаимодействия между ними. Опыт эксплуатации и испытания КБВД показывает, что большинство его отказов связно с образованием трещин в материале лейнера, возникающих при контакте с коррозионными веществами, а также при циклическом нагружении баллона внутренним давлением. Таким образом, при выборе материала для изготовления лейнера необходимо учитывать назначение баллона, требования к прочности, условия эксплуатации, а также экономические факторы. В этой связи наиболее распространенными материалами для изготовления лейнера баллона являются алюминиевые сплавы, титановые сплавы и нержавеющие стали. В работах [74,104] приведены механические характеристики нескольких типов материалов, широко используемые для изготовления лейнеров КБВД. Особенности этих материалов заключаются в следующем.

1. Лейнеры из алюминиевых сплавов. Одна из основных причин широкого применения алюминиевых сплавов для изготовления лейнеров КБВД связана с их высокой весовой эффективностью, так как они имеют меньшую плотность, чем титановые сплавы и стали. Лейнеры из алюминиевых сплавов могут быть выполнены во виде цельнотянутых конструкций. Данная технология позволяет снижать себестоимость изготовления и получать лейнеры с минимальным количеством технологических дефектов. Отметим, что для хранения водорода, особенно жидкого водорода, необходимо использовать конструкции из алюминиевых сплавов, содержащих литий или бериллий, поскольку молекулы

водорода слишком малы. Они могут вызывать проницаемость водорода и межкристаллитную коррозию. Кроме того, алюминиевые сплавы обладают высокой коррозионной стойкостью к большинству природных сред, однако они нестойки при контакте со многими металлами и сплавами (например, с ртутью и магниевыми сплавами). Сравнительно низкая малоцикловая прочность алюминиевых сплавов делает их нецелесообразными для хранения сжатых газов при длительном рабочем периоде и многоцикловой эксплуатации. Из-за сравнительно низкого предела упругости алюминиевого сплава при достижении им предела текучести композитный слой не реализует всю свою прочность. Это приводит либо к увеличению массы силовой оболочки, либо к уменьшению ресурса эксплуатации.

2. Лейнеры из титановых сплавов часто изготавливаются с использованием технологии сварки, приводящей к потере механических характеристик самого материала и проявлению концентрации деформаций в локальных зонах сварных швов. В настоящее время разработчики [134] попытались решить эту проблему и исследовали возможность создания баллонов высокого давления с бесшовным титановым лейнером методом гранульной металлургии. Несмотря на сравнительно высокие удельные и малоцикловые прочности титановых сплавов по сравнению с алюминиевыми сплавами и сталью, области их применения ограничены из-за высокой стоимости титана и трудностей, связанных с технологией их переработки. Таким образом, конструкции баллонов с лейнерами из титановых сплавов, как правило, применяются только в аэрокосмической технике.

3. Лейнеры из нержавеющих сталей имеют наибольшие модуль упругости, предел прочности, а также предел текучести по сравнению с титановыми и алюминиевыми сплавами. С позиций малоцикловой усталости и коррозионной трещиностойкости дл металлических лейнеров наиболее эффективными являются тонкостенные листовые нержавеющие стали аустенитного класса. С точки зрения надежности и эффективности перспективны композитные баллоны с нержавеющим лейнером и силовой оболочкой из углепластика для систем жизнеобеспечения гражданской авиации, предложенные в [116,117 119,120]. Как

правило, создание на поверхности нержавеющих сталей защитной пленки, в состав которой входит хром, повышает их коррозионную стойкость. Ограничения использования стали для изготовления лейнеров связаны с её сравнительно высокой плотностью и трудностью изготовления.

Таблица 1.

Механические характеристики различных однонаправленных ВКМ [74,104]

Характеристика Стеклопластик Углепластик Органопластик

Плотность р, г/см3 2,1 1,55 1,32

Продольный модуль упругости Ел ГПа 60 130 90

Поперечный модуль упругости Е2, ГПа 13 11 5

Модуль сдвига G1, ГПа 3,4 5,5 1,8

Коэффициент Пуассона V 0,3 0,27 0,34

Предел прочности при 1750 2200 2500

продольном растяжении F+1, МПа

Предел прочности при поперечном растяженииF+2, МПа 40 50 30

Предел прочности при сдвш^12, МПа 60 70 30

Предельная деформация при 2,4 1,7 2,8

растяжении, %

Силовая оболочка КБВД на основе ВКМ, состоящего из волокон и

полимерного связующего, как правило, воспринимает большую часть (75^-90%) нагрузки на баллон при действии внутреннего давления. В данном случае волокна используются в качестве основной несущей конструкции, а полимерные связующие играют важную роль при распределении нагрузки между волокнами. Поэтому наиболее приемлемые ВКМ для изготовления силовой оболочки должны обладать следующими характеристиками: высокой прочностью, коррозионной стойкостью, высокой совместимостью волокон и связующих, высоким модулем упругости и низкой плотностью. В качестве волокон, как правило, используются стеклянные, органические, базальтовые и углеродные волокна. Матрица ВКМ обычно является термореактивным полимером, таким, например, как полиэфирная или эпоксидная

смола, или термопластичным полимером. Механические характеристики наиболее распространенных однонаправленных ВКМ приведены в Таблице 1 [74,104].

Очевидно, что среди приведенных однонаправленных ВКМ стеклопластик имеет худшие жесткостные характеристики. Экспериментальные данные в работе [122] показывают, что при длительных и циклических термомеханических воздействиях механические характеристики стеклопластика существенно падают за счёт его низкой циклической усталости. Однако он широко применяется в авиационной технике, особенно в авиалайнерах [118]. Причина связана с его низкой стоимостью, высокой ударостойкостью и коррозионной стойкостью. Из-за низкого модуля упругости стеклопластик, как правило, сочетается с лейнерами из алюминиевых сплавов. Модуль упругости стали и титана заметно больше, чем модуль упругости стеклопластика. Поэтому при упругом деформировании металла напряжения в лейнере превосходят напряжения в композитном слое, и высокая прочность КМ не может быть реализована.

Несмотря на низкие по сравнению с углепластиком жесткостные характеристики, распространенным типом силовой оболочки является оболочка из ВКМ на основе кевлар-волокна. Такое волокно является одним из наиболее высокоэффективных органических волокон благодаря своей высокой термостойкости, взрывобезопасности, а также стойкости к удару. Таким образом, кевлар-эпоксидные КБВД часто устанавливаются на борту космических аппаратов и боевых самолетов, к которым предъявляются высокие требования безопасности и надежности, например, истребителя В2 [48] и Спейс-шатлла [49,58].

Среди перечисленных материалов углепластик обладает наиболее высокими прочностными и жесткостными характеристиками, что позволяет заметно снизить деформацию лейнера и свести к минимуму предпосылки развития малоцикловой и коррозионной усталости. Сочетание композитного слоя из углепластика с лейнером из титанового сплава позволяет получать КБВД с высокой весовой эффективностью за счет их высокого модуля упругости [134]. Однако в связи с низкими пластичностью и ударостойкостью, использование углепластика для изготовления силовой оболочки КБВД, предназначенных для хранения сред в динамических

ситуациях, особенно в зоне боевых действий, представляется нецелесообразным. Кроме того, высокая электропроводимость углеродных волокон может вызывать электрохимическую коррозию в материале лейнера. В настоящее время для решения этих проблем применяются многофункциональные гибридные ВКМ. Между лейнером и углепластиком наматывают ВКМ из Кевлара, снаружи углепластик усиливается пленкой из стеклопластика [28, 31, 89].

Основным преимуществом ВКМ с ориентированным расположением армирующих волокон перед изотропными материалами является возможность получения в конструкции необходимого сочетания механических или физических характеристик в различных направлениях. Характерной особенностью ВКМ является ярко выраженная анизотропия механических свойств, зависящая не только от механических характеристик волокон и связующего, но и от расположения армирующих волокон. Эта особенность, позволяющая изменять структурные параметры КМ, реализуется методом намотки при изготовлении композитных баллонов высокого давления. Существуют три основных варианта намотки, приведенные в Таблице 2. На Рис.1.2. показаны типичные совмещенные схемы различных методов намотки. При изготовлении и проектировании КБВД с учетом анизотропии свойств ВКМ стараются создать композитные слоя с квазиизтропной структурой армирования так, чтобы модуль упругости силовой оболочки равняться модулю упругости лейнера. В этом случае напряжения будут равномерно распределяться в металлическом лейнере и силовой оболочке в процессе нагружения. Таким образом, несущая способность обоих структур будет подобрана оптимальным образом, и возможность потери устойчивости лейнера при разгрузке существенно уменьшится. Для оценки характеристик упругой совместимости различных комбинаций материала лейнера и ВКМ используются коэффициенты реализации, которые равны отношению напряжений в квазиизотропнной силовой оболочке при двухосном растяжении к пределу прочности ее материала при достижении разрушающего напряжения в лейнере. Проведенный анализ показал, что набольший коэффициент реализации достигается при использовании титанового лейнера и композитного слоя из углепластика. Подробная информация

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Чжан Сюань нет, 2021 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. ANSYS Inc. ANSYS academic research mechanical. Release 17.2. Canonsburg: ANSYS Inc., n.d.

2. Ansys. ANSYS composite prepost (ACP) manual [M]. Beijing: Anshi Asia Pacific Technology Company Ltd. 2010.

3. Ansys. ANSYS workbench help [M]. Beijing: Anshi Asia Pacific Technology Company Ltd. 2010.

4. Azzi V.D. and Tsai S.W. (1965). Anisotropic strength of composite // Exp. Mech., 5: 283-288.

5. Backhaus G. Anisotropic Behavior of Cyclic Plastic Deformation // Colloqu. Intern. CNRS. 1982. N295. /p273-284.

6. Backhaus G. Zur analytischen erfassung des allgemeinen Bauschingereffectes // Acta Mech. 1972. V. 14 No. 1. P.31-42.

7. Barbero E.J. Lonetti P., An inelastic damage model for fiber reinforced laminates // Journal of Composite Materials. Vol. 36, №. 08/2002. P. 941-962.

8. Boutaous A., Peseus B., Gornet L., Belaidi A. A new modeling of plasticity coupled with the damage and identification for carbon fiber composite laminates // [J] Composite Structures 75 (2006) p.1-9.

9. Burov A.E et al. Numerical analysis of stress-stain state and strength of metal lined composite overwrapped pressure vessel // Strength of Materials. Vol. 49. № 5. September 2017/p666-675.

10. C. James., N. Norman. Fiber-reinforced polymer matrix composites: Pressure vessels for aerospace application // Encyclopedia of Aerospace Engineering, 2010.

11. Carbon-Fiber Aluminum Cylinders. 2007 DOT-CFFC Standard.

12. Chang, F.K., Lessard L.B. (1991). Damage tolerance of laminated composite containing an open hole and subjected to compressive loadings: part I - analysis // Journal of Composite Materials, 25: 2-43.

13. Chen J.F., Morozov E.V., and Shankar K. Simulating progressive failure of composite laminates including in-ply and delamination damage effects // Compos Part A 2014;

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

61: 185-200.

Chen W.F. Elasticity and Plasticity. China Architecture & Building Press., 2005; p.180-219.

Chen, J.K., Allahdadi, F.A. and Sun, C.T. (1997). A Quadratic Yield Function for Fiberreinforced Composites // Journal of Composite Materials, 31(8): p788-811. Chen J.L. and Sun C.T. (1993). A Plastic Potential Function Suitable for Anisotropic Fiber Composites // Journal of Composite Materials, 27(14): p1379-1390. Cho J., Fenner J., Werner B., Daniel M. A Constitutive Model for Fiber-reinforced Polymer Composites // Journal of Composite Material.Vol. 44. №2 26.,2010/p3133-50. Duan C.H., Wu X., Luo X.P. Finite element analysis of burst pressure for carbon fiber wrapped composite cylinders. FRP/CM 2012 No.2/p17-19.

Dvorak G.J., Bahei-EI-Din Y.A. Elastic-Plastic Behavior of Fibrous Composites // Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 1979. Vol. 27/p51-72. Dvorak G.J., Bahei-EI-Din Y.A. Plasticity Analysis of Fibrous Composites // Journal of Applied Mechanics. June 1982. Vol.49/p327-335.

Gaseous hydrogen and hydrogen blends - Land vehicle fuel tanks. 2009 ISO/TS -15869.48p

Hahn H.T., Tsai S.W. Nonlinear Elastic Behavior of Unidirectional Composite Laminated Composites // Journal of Composite Materials. 1973. Vol.7/p102-118. Hansen A.C., Blackketter D.M. and Walrath D.E. An Invariant-based Flow Rule for Anisotropic Plasticity Applied to Composite Materials // Journal of Applied Mechanics. 1991. 58: p881-888.

Hashin Z. (1980). Failure criteria for unidirectional fiber composites // J. Appl. Mech., 47: 329-334.

Heraldo S da Costa Mattos., Silvana de Abreu Martins. Plastic Behavior of an Epoxy

Polymer under Cyclic Tension // Polymer Testing. 32 (2013) 1-8.

Hoffman O. The brittle strength of composite materials // J Compos Mater 1967;

1:200-6.

Kenaga D., Doyle J.F., Sun C.T. The Characterization of Boron/aluminum Composite

in the Nonlinear Range as an Orthotropic Elastic-plastic Material // J. Composite material., 21(1987)516-31.

28. Kirk Sneddon. Design, Development and qualification of the eurostar 2000+ helium copv [R] // AIAA, 1997-3033: 1-25.

29. Koiter W.T. Stress-Strain Relations, Uniqueness and Variational Theorems for Elastic-Plastic Materials with Singular Yield Surface // Quart Appl Math, 1953 (11): 350-354.

30. Koloor S.SR., Ayatollahi M.R., Tamin M.N. Elastic-damage Deformation Response of Fiber-reinforced polymer composite laminate with lamina interfaces // Journal of Reinforced Plastics & Composites 2017. p1-18.

31. L. Zhidong., Y. Bin., J. Qingchen., C. Wei. Design and qualification of an advanced hybrid filament-wound composite pressures vessel for aircraft application // Advanced Materials Research. Vol. 631-632 (2013). P. 67-72.

32. Lee M.G., Kim D., Chung K., Youn J.R. and Kang T.J. Combined Isotropic-Kinematic Hardening Laws with Anisotropic Back-stress Evolution for Orthotropic Fiber-Reinforced Composites // Polymers & Polymer Composites. Vol. 12. №3. 2004. p225-233.

33. Lee J.D. (1982). Three-dimensional finite element analysis of damage accumulation in composite laminate // Computers and Structures, 15: 335-350.

34. Li Y.F., Jin Q.C., Liu Z.D., Wang X.Y. Burst failure analysis on high-pressure composite vessel of satellite propulsion system // Computer Aided Engineering. Vol.22 No.4 Aug 2013/p40-45.

35. Liu D.X., Li L., Ming L. Nonlinear finite element analysis of mechanical characteristics on CFRP composite pressure vessels. // [J]. IOP Conference Series: Materials Science and Engeering, 2010, 10: 1-6.

36. Liu P.F., Chu J.K., Hou S.J., Xu P. Zheng J.Y. Numerical simulation and optimal design for composite high-pressure hydrogen storage vessel: A review // Renewable and Sustainable Energy Reviews.16 (2012)/p 1817-1827.

37. Liu P.F., Zheng J.Y. Progressive failure analysis of carbon fiber/epoxy composite laminates using continuum damage mechanics // [J] Materials Science and

Engineering A. 485 (2008) p.8711-717.

38. Liu P.F., Zheng J.Y. Recent developments on damage modeling and finite element analysis for composite laminates: A review. // Materials and Design // 31 (2010). P.3825-3834.

39. Liu P.F., Zheng J.Y. Recent developments on damage modeling and finite element analysis for composite laminates: A review. // [J] Materials and Design 31 (2010) p.3825-3834.

40. M. David., P.E. Ray. High pressure composite overwrapped pressure vessel (COPV) development tests at cryogenic temperatures // AIAA, 2008-092407:1-10.

41. Meraghni F., Benzeggagh M.L. Micromechanical modelling of matrix degradation in randomly oriented discontinuous-fiber composites // Composites Science and Technology 1995;55(2): p17186.

42. Mohammad Z. Kabir. Finite element analysis of composite pressure vessels with a load sharing metallic liner. // Composite Structures. 2000. v.49. p.247-255.

43. Moharrerzadeh S., Atai A. Obtaining an optimum weight for a composite pressure vessel. // [J]. Advanced Materials Forum. 2010, 636(5); 1105-1111.

44. Morelle X.P., Lani F., Melchior M.A., André S., Bailly C., Pardoen T. The Elasto-viscoplastitciy and Fracture Behavior of the RTM6 Structural Epoxy and Impact on the Response of Woven Composites. // ECCM15 - 15TH EUROPEAN CONFERENCE ON COMPOSITE MATERIALS. Venice, Italy, 24-28 June 2012. 6c.

45. Ogihara S., Kobayashi S., Reifsnider K. Characterization of nonlinear behavior of carbon/epoxy unidirectional and angle-ply laminates. // Adv Compos Mater 2003;

11:239-54.

46. Oleg V. Trifonov., Vladimir P. Cherniy. Analysis of Stress-Strain state in a Steel Pipe Strengthened with a Composite Wrap. // Journal of Pressure Vessel Technology Vol.136., OCTOBER 2014; p.051202-1-051202-8.

47. Papanicolopoulos A. Advanced composite fiber metal pressure vessels for aircraft applications[R] // AIAA,1993-2246:1 -9.

48. Papanicolopoulos A. Aircraft applications of advanced composite fiber metal

pressure vessels[R] // AIAA,1990-2344:1-8.

49. Pat. B. Mclaughlan., Scott C. Fourth., Lorie R. Grimes-Ledesma. Composite overwrapped pressure vessels, a primer // NASA/SP-2011-573. March 2011.

50. Perreux D., Thiebaud F. Damaged elasto-plastic behavior of [+9,- 9] fibre-reinforced composite laminates in biaxial loading. // [J] Composites Science and Technology 54 (1995). 275-285.

51. Petit P.H. and Waddoups M.E. (1969). A Method of Predicting the Nonlinear Behavior of Laminated Composites. // Journal of Composite Materials, 3: 2-19.

52. R.C. Haddock., F.J. Darms. Space system applications of advanced composite fiber/metal pressure vessels // AIAA, 90-2227:1-9.

53. Robert M.J. Mechanics of composite materials. - Taylor & Francis, 1999. - 355c.

54. Robert J.P. The Development of Lightweight Composite Cylinders for use in Demanding Structural Applications. // Doctoral Thesis of the University of Manchester. 2011. 225p.

55. Romeo G., Danzi F., Cestino E., Borello F. Design and optimization of a composite vessel for hydrogen storage subject to internal pressure and in-flight loads for UAVs // International Journal of Aerospace Sciences 2013. 2(3). P.124-137.

56. Rosenow M.W.K. Wind angle effects in glass fiber-reinforced polyester filament wound pipes. // [J] Composites, 1984, 15(2): 144-152.

57. Rowlands R.E. (1985). Strength (failure) theories and their experimental correlation. In: Sih, G.C. and Skudra, A.M. (eds.). // Failure Mechanics of Composites. Amsterdam: Elsevier. pp. 71-125.

58. S. Dajun., W. Rongguo., L. Wenbo., J. Weicheng., Y. Fan. Application and development of composite pressure vessels in aerospace // Technology of Aerospace Material. № 6. Aug. 2010. P. 24-26. In Chinese.

59. Sarbayev B.S. On the Theory of Plasticity of Anisotropic Solids with isotropic and kinematic hardening. // Computational Materials Science, (1996). 6/ p211-224.

60. Sarbayev B.S. An endochronic theory of plastic deformation of fibrous composite materials. // Computational Materials Science, (1995). 4(3), p220-232.

61. Schmidt R.J., Wang D.Q. and Hansen A.C. (1993). Plasticity Model for Transversely

Isotropic Materials. // Journal of Engineering Mechanics, 119(4): p748-766.

62. Schuecker C and Pettermann H. Fiber reinforced laminates: progressive damage modeling based on failure mechanisms. // Arch Comput Meth Eng 2008; 15: 163-184.

63. Senden D. J. A., Van Dommelen J.A., Govaert L.E. Strain Hardening and Its Relation to Bauschinger Effects in Oriented Polymers. // Journal of Polymer Science: Part B: Polymer Physics. 2010.Vol. 48, 1483-1494.

64. Serkan Kangal, Osman Kartav, Metin Tanoglu, Engin Aktas, H Secil Artem. Investigation of interlayer hybridization effect on burst pressure performance of composite overwrapped pressure vessels with load-sharing metallic liner. // Journal of Composite Materials.2019. v.54. issue 7. P.961-980.

65. Son D.S., Chang S.W. Evaluation of modeling techniques for a type 3 hydrogen pressure vessel (70MPa) made of an aluminum liner and a thick carbon/epoxy composite for fuel cell vehicles. // International Journal of hydrogen Energy 37 (2012)/p2353-2369.

66. Space systems - Pressure vessels and pressurized structures - Design and operation. 2003 ISO - 14263. 38p

67. Sparnins E., Andersons J. Modeling the Nonlinear Deformation of Composite Laminates Based on Plasticity theory. // Mechanics of Composite Materials. 2007. Vol.43/p203-210.

68. Sparnins E., Andersons J., Varna J. Applicability range of the one-parameter ply plasticity model for prediction of the nonlinear response of laminates. // Adv. Com pos. Lett., 14, 23-28 (2005).

69. SSR Koloor., MR Ayatollahi., MN Tamin. Elastic-damage deformation response of fiber-reinforced polymer composite laminates with lamina interfaces. // Journal of Reinforced Plastics and Composites. 2017. 0(0) p.1-18.

70. Sun C.T., Chen J.L. A Micromechanical Model for Plastic Behavior of Fibrous Composites. // Composites Science and Technology. 1991. p115-129.

71. Sun C.T., Chen J.L., A Simple Flow Rule for Characterizing Nonlinear Behavior of Fiber Composites. // J. Composite Material. 23 Oct 1989. 1009-20.

72. Tsai S.W, Wu E.M. A general theory of strength for anisotropic materials. // J Compos

Mater 1971; 5:58-80.

73. Ted Molczan. Re-entry Sightings and Debris Recovery of 2008-010B. Spain - 2015 November 03 UTC // 2015 November 19 http://www.satobs.org/reentry/2008-010B/2008-010B.html

74. Vasiliev V.V. Composite pressure vessels. Analysis, design, manufacturing. -Blacksburg. Bull Ridge Publishing. 2009. 704 p.

75. Vasiliev V.V., Morozov E.V. Advanced mechanics of composite material and structural elements. 3-rd ed. Amsterdam: Elsevier, 2013. 818p.

76. Vincenzo Vullo. Circular Cylinder and Pressure Vessels: Stress Analysis and Design. // Springer Series in Solid and Structural Mechanics Vol.3., 2014; p.181-186.

77. Voyiadjis GZ., Thiagarajan G. An anisotropic yield surface model for directionally

reinforced metal-matrix composites. // Int J Plastic 1995; 11:867-94.

78. Wang L., Zheng C.X., Luo H.Y., Wei S., Wei Z.X. Continuum damage modeling and progressive failure analysis of carborn fiber/epoxy composite pressure vessel. // Composite Structures (2015). P 475-482.

79. Walters J.A. Hoop-wrapped composite internally pressurized cylinders. New York, The American Society of Mechanical Engineers, 2003. 119p.

80. Watanabe O., Atluri S.N. A New Endochronic Approach to Computational Elastoplasticity: Example of a Cyclically Loaded Cracked Plate // Journal of Applied Mechanics. 1985. Vol. 52. p. 857-864.

81. Wild P.M., Vickers G.W. Analysis of filament-wound cylindrical shells under combined centrifugal, pressure and axial loading. // [J]. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 1997, 28(1): 47-55.

82. Winn V.M. and Sridharan S. (2001). An Investigation into the Accuracy of a One-parameter Nonlinear Model for Unidirectional Composites. // Journal of Composite Materials, 35(16): p1491-1507.

83. Wu Q.G., Chen X.D., Fan Z.C., Nie D.F. Stress and damage analysis of composite overwrapped pressure vessel. // Procedia Engineering. 130 (2015) 32-40.

84. Xie M., Adams D.F. A Plasticity model for Unidirectional Composite Materials and

its Applications Modeling Composite Testing. // Composites Science and Technology. 54(1995). p11-21.

85. Xu P., Zheng J.Y., Chen H.G., Liu P.F. Optimal design of high-pressure hydrogen storage vessel using an adaptive genetic algorithm. // International Journal of Hydrogen Energy. 35 (2010)/p2840-2846.

86. Xu P., Zheng J.Y., Liu P.F. Finite element analysis of burst pressure of composite hydrogen storage vessels // [J]. Materials & Design. 2009, 27(3): 56-61.

87. Y. Bin., L. Zhidong., Z. Weiwei and etc. Development of word-wide composite gas cylinder and analysis of Chinese COPV standard (1). // CPVT. Vol. 28. № 4. 2011. P. 47-52.

88. Y. Bin., L. Zhidong., Z. Weiwei and etc. Development of word-wide composite gas cylinder and analysis of Chinese COPV standard (2). // CPVT. Vol. 128. № 12. 2011. P. 34-40.

89. Y. Fei., Z. Heming. Design and analysis techniques for filament wound pressure vessel with metal liner. // Aerospace SHANGHAI. № 4. 2004. P. 54-59.

90. Yamada Y., Yoshimura N. // Int. J. Mech. Sci. 10 (1968)343.

91. Yokozeki T., Ogihara S., Yoshida S. and Ogasawara T. (2007). Simple Constitutive Model for Nonlinear Response of Fiber-reinforced Composites with Loading-directional Dependence. // Composites Science and Technology, 67: p111-118.

92. You J.F., Liu H., Wang C.G. Mesomechanics simulation analysis of composite case structure of SRM.// Journal of Solid Rocket Technology. Vol.41 No.5 2018/p549-p555.

93. Zhang X.J., Chang X.L. Finite element analysis of composite pressure vessels. // [J]. Fiber Reinforced Composite Material, 2008, 25(3): 3-6.

94. Zhang Y.X., Yang C.H. Recent development in finite element analysis for laminate composite plates // Composite Structures 88 (2009), 147-157c.

95. Zhang Y.X., Zhang H.S. Multiscale finite element modeling of failure process of composite laminates. // [J] Composite Structures. 92 (2010), p2159-2165.

96. Zheng J.Y., Liu P.F. Elasto-plastic stress analysis and burst strength evaluation of Al-carbon fiber/epoxy composite cylindrical laminates. // Computational Materials Science. 2008. v.42.p.453-461.

97. Алексеев С. А. Основы теории мягких осесимметричных оболочек. // Расчет пространственных конструкций. М.: Стройиздат, 1965. Вып.10. С. 5-8.

98. Банселл А.Р., Тиониэ А., Камара С., Аллен Д. Х. Накопление повреждений и оценка долговечности углепластиковых сосудов высокого давления. // Композиты и наноструктуры. 2009. №3. С.5-17.

99. Бидерман В.Л., Бухин Б.Л. Уравнения равновесия безмоментной сетчатой оболочки. // Изв. АН СССР. Механика твердого тела». 1966. №1. С. 81-89.

100. Булычев Л.А., Васильев В.В. и др. Механика летательных аппаратов/ И. Ф. Образцов, М.: Машиностроение, 1986. 536с.

101. Буров А.Е. Вычислительные модели анализа НДС металлокомпозитного бака высокого давления. // Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014— 2020 годы.

102. Буров А.Е., Лепихин А.М. Численное моделирование несущей способности металлокомпозитного бака высокого давления. // Проблемы машиностроения и надёжности машин. 2016. №5. С.66-73.

103. Васильев В.В., Криканов А.А. Равнонапряженные базмоментные оболочки вращения, образованные методом непрерывной намотки армированной ленты. // Механика твердого тела 2002. № 4. С.119-133.

104. Васильев В.В., Мороз Н.Г. Композитные баллоны давления: Проектирование, расчёт, изготовление и испытания. // М.: Машиностроение. Инновационное машиностроение, 2015. 373 с.

105. ГОСТ 33986-2016. Баллоны высокого давления для компримированного природного газа, используемого в качестве моторного топлива. Технические требования и методы испытаний. // М.: Стандартинформ. 2017. 15 с.

106. ГОСТ Р 51753-2001 Баллоны высокого давления для сжатого природного газа используемого в качества моторного топлива на автомобильных транспортных средствах. // М.: Стандартинформ. 2001. 18 с.

107. Григолюк Э.И., Селезов И.Т. Неклассические теории колебаний стержней, пластин и оболочек. Итоги науки и техники // Механика твердых деформируемы

тел. // М.; ВИНИТИ, 1973. - 272 с.

108. Егоров А.В., Азаров А.В. Методика проектировочного расчета металлокомпозитного баллона высокого давления. // Авиационная промышленность .№2; p.31-35.

109. Егоров А.В., Азаров А. В. Численно-аналитический метод расчета металлокомпозитного цилиндрического баллона давления. // Электронный журнал: Труды МАИ. Выпуск №73.2014.

110. Егоров В.Н., Егоров А.В. Оценка допустимого давления опрессовки металлического лейнера при намотке композитной оболочки. // Наука и инновации. #2. 2019.

111. Ильюшин А.А. Пластичность. М.: ГИТТЛ, 1948. 376с.

112. Кадашевич Ю.И., Помыткин С.П. Роль меры деформации при построении эндохронных вариантов теории пластичности, учитывающей конечные деформации. // Вестн. Сам. гос. техн. ун-та. Сер.: Физ.-мат. науки. 2001. №12. С. 91-93.

113. Криканов А.А. Оптимальная форма оболочек вращения, изготовленных методом намотки, с учётом ширины ленты. // Расчёты на прочность. М.: Машиностроение. 1989. Т. 29. С. 235-242.

114. Криканов А.А. Определение толщины композитной оболочки вращения, образованной методом намотки. // Механика армированных пластиков. Рига: Изд. РПИ. 1983. С. 90-97.

115. Кучер Н.К., Рудницкий Н.И. Применение эндохронной теории пластичности для исследования упругопластического деформирования металлов при сложном нагружении. // Прикладная механика. 1989. Т. 25. № 5. С. 81-89.

116. Лебедев И.К. Высокопрочные облегченные баллоны высокого давления для систем управления и жизнеспособности гражданской авиации // Научный вестник МГТУ ГА серия Эксплуатация воздушного транспорта. М. 2008. №2 134. С. 76-80.

117. Лебедев И. К., Лебедев К.Н., Мороз Н.Г. Экспериментальные исследования ресурсных характеристик металлокомпозитных баллонов. // Научный вестник

МГТУ ГА. М. 2015. № 212. С. 137-142.

118. Лебедев И.К., Лебедев К.Н., Мороз Н.Г., Никонов В.В. Сверхлегкие композитные баллоны высокого давления для воздушных судов гражданской авиации. // Научный вестник ГосНИИГА. М. 2015. № 9. С. 84-92.

119. Лебедев И.К., Лебедев К.Н., Мороз Н.Г., Никонов В. В., Обухов П.В., Шапкин В.С. Возможность и эффективность использования отечественных металлокомпозитных баллонов высокого давления в составе бортового оборудования воздушных судов. // Научный вестник ГосНИИГА. М. 2016. №2 12. С. 81-90.

120. Лебедев И.К., Лебедев К.Н., Никонов В.В. Технология и результаты виброиспытаний нагруженного металлокомпозитного баллона высокого давления. // Научный вестник ГосНИИГА. М. 2017. № 17. С. 90-96.

121. Лебедев И. К., Мороз Н.Г., Калиников А.Н. Об одном алгоритме проектирования многослойных металлокомпозитных баллонов давления с тонкостенным лейнером. // Аграрный научный журнал. 2018. С. 63-68.

122. Лебедев К.Н., Мороз Н.Г., Никонов В.В., Шапкин В.С. Особенности выбора композитного материала металлокомпозитных баллонов высокого давления. // Научный вестник ГосНИИ ГА. М. 2018. № 20. С.19-29.

123. Малинин Н.Н. Прикладная теория пластичности и ползучести. // Москва, Машиностроение., 1975; р.58-63.

124. Молочев В.П. Разработка композитных баллонов давления для космической техники. // Механика композиционных материалов и конструкций. Том 16. М. 2010. № 16. С. 587-596.

125. Молочев В.П., Егоров В.Н., Севальнев А.В., Абрамова Е.А. Анализ конструктивных вариантов металлокомпозитных баллонов высокого давления // Авиационная промышленность. М. 2012. № 1. С. 42-45.

126. Мосолов А.Б. Эндохронная теория пластичности: Препринт №353. // М.: ИПМ АН СССР. 1988. 44с.

127. Образцов И.Ф., Васильев В.В., Бунаков В.А. Оптимальное армирование оболочек вращения из композиционных материалов. // М.: Машиностроение.

1977. 144 с.

128. Работнов Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела. // М.: Наука. 1979. 744с.

129. Сарбаев Б.С. Об одном варианте теории пластичности с трансляционным упрочнением. // Механика Твердого Тела. № 1. 1994. Стр. 65-72.

130. Сарбаев Б.С., Барышев А.Н. Вариант определяющих соотношений эндохронной теории пластичности для композиционных материалов с тканым наполнителем. // Конструкции из композиционных материалов. Научно-технический центр оборонного комплекс «Компас». 2019. №3(155). С. 9-14.

131. Сарбаев Б.С., Чжан С. Вариант расчёта цилиндрической части композитного баллона высокого давления с несущим металлическим лейнером. // Конструкции из композиционных материалов. № 2 (158), 2020; С. 3-11.

132. Сарбаев Б.С., Чжан С. Расчёт цилиндрической части металлокомпозитного баллона давления. // Композиты и наноструктуры. том 12; выпуск 4(48), 2020. C.144-150.

133. Сарбаев Б.С., Чжан С. Расчёт напряжений и деформаций в цилиндрической части баллона высокого давления с несущим металлическим лейнером. // XLIV Академические чтения по космонавтике, посвященные памяти академика С.П. Королёва и других выдающихся отечественных ученых - пионеров освоения космического пространства. сборник тезисов: в 2 т., Москва, 2020. С. 92-94.

134. Смердов Ан.А., Селезенев В.А., Соколов С.В., Смердов Ал.А. и др. Разработка высокоэффективных композитных баллонов давления с гранульным титановым лейнером для изделий ракетно-космической техники. // Конструкции из композиционных материалов 2015. № 2. С. 15-22.

135. Тимошенко, С Л. Пластинки и оболочки / С. П. Тимошенко, С. Войновский — Кригер. // М.: Физматгиз, 1963. -647 с.

136. Хилл Р. Математическая теория пластичности. // М.: Гостехиздат, 1956. 407с.

137. Цай С., Хан Х. Анализ разрушения композитов. // В кн. «Неупругие свойства композиционных материалов», М.: Мир, 1978. с.104-139.,