由于推进剂贮箱占到了运载火箭总质量的一半以上,针对运载火箭的减重问题,最直接且有效的方式就是贮箱的轻质化。而碳纤维增强的环氧树脂基复合材料具有较高的比强度和比模量,而且耐高温,抗疲劳性能优异,因此成为了一种先进的航空航天材料。采用复合材料制造的贮箱,对比传统的金属贮箱,不仅极大地减轻了质量,而且抗疲劳等性能获得了极大的提升。对于复合材料贮箱的设计与制造来说,最为关键的就是连接问题,而其中又以燃料加注口和贮箱箱体之间的连接问题最为基础重要。常规的复合材料贮箱带有金属内衬,连接所用的法兰部件是与金属内衬一起整体成型的;但对于无内衬的复材贮箱来说,由于不存在金属内衬,需要单独设置法兰盘进行连接。因此,对于低温载荷状态下的无内衬复材贮箱的连接结构进行研究分析,显得尤为关键重要。由于目前网络上关于复合材料贮箱的资料较少,无法直接进行参考建模,因此本文首先结合理论知识设计了一款包含复合材料缠绕线型以及厚度的贮箱设计方案,创新性提出了一种法兰连接结构的形式,在此基础上,使用有限元模拟软件ABAQUS以及插件WCM对贮箱进行建模,随后,分别在无低温载荷和和有低温载荷的两种状态下,对贮箱的模型进行了模拟计算。对比两种载荷状态下的贮箱模型云图发现:一方面法兰盘的尺寸大小会对贮箱结构的安全性产生一定的影响;另一方面,虽然低温载荷的存在影响到了材料的变形,从而加大了材料的最大主应力值。但经过仔细分析发现,导致应力值过大的主要原因,是由于法兰盘和粘结剂这两种材料的热膨胀系数不匹配,导致了两者在变形的过程中产生了相互作用力,从而使得法兰盘与粘结剂的应力值都偏大,影响到贮箱结构的安全性。