复合材料压力容器是指以复合材料作为主要材料、通过一定的工艺制造出的压力容器设备,作为主流的储存承压结构,广泛应用于石油化工、冶金、机械等领域。随着生产工业的不断发展和生产效率的不断提高,人们对复合材料压力容器的质量要求也越来越高,高强化、轻量化已成为发展主流。在实际生产中,需要根据给定的设计标准与原材料,设计出符合要求的复合材料压力容器。本文基于复合材料层合板力学理论与设计标准要求,提出一种复合材料压力容器的断面结构设计方法,并通过有限元仿真分析软件ABAQUS验证其正确性,在现有条件下进行优化分析。本文具体研究内容为:研究复合材料压力容器纤维缠绕增强材料的种类与选型方法,研究树脂基体与内衬材料的力学性能。分析层合板理论,分析复合材料压力容器的网格理论、薄膜理论与薄壁套筒理论。根据设计目标,对复合材料压力容器进行断面结构设计。分析复合材料压力容器的一般结构与材料特性,对内衬层、封头与纤维缠绕层分别研究,总结提出普遍适用的公式,设计出复合材料压力容器的断面详细尺寸参数与缠绕层数。使用有限元分析软件ABAQUS,建立设计完成的压力容器模型,对其进行爆破失效分析。依照爆破压力分析方法,将复合材料压力容器分为内衬层和纤维缠绕层两部分,根据材料特性分别对压力容器的各种工况进行应力与应变的分析,结合失效准则,判断最小爆破压力合格。在保证复合材料压力容器正常工作的前提下,根据标准对其进行自紧应力优化分析,得到最合理的自紧应力取值范围。分别研究内衬层与纤维缠绕层的疲劳理论,使用有限元方法计算出复合材料压力容器的自振频率。探究复合材料压力容器的疲劳失效分析方法,对压力容器有限元模型进行给定疲劳次数的疲劳分析,判断分析结果合格,设计出的压力容器符合要求。