该文描述了纤维缠绕复合材料火箭发动机壳体的结构分析和简明的设计过程.首先讨论了各种用于纤维缠绕壳体的设计与制造方法,然后基于编织理论,发展了一种确定壳体封头轮廓、缠绕角度,环绕层和螺旋层厚度及其他设计参数的简明方法.封头的开口处通常使用金属衬套,论文介绍了工作于高内压下的这种端口衬套的一种设计方法,进行了确定了端口衬套螺栓尺寸的计算,同时简要讨论了金属零件与壳体的连接关系.应力分析是设计纤维缠绕结构的一个关键步骤.论文讨论了编织理论、膜元分析和有限元法在内的几种方法,并将这些方法用于验证设计过程.该文采用ANSYS软件进行了线性和非线性有限元分析,结果显示非线性分析是必要的.为了满足轴向压缩和弯曲下火箭壳体的屈曲强度,基于曲屈分析以改善铺层配置使之得以增强.裙是在不同段之间传递载荷的关键部件,它也易受曲屈载荷破坏.通过非线性规划技术,该文设计了复合层合圆筒裙的结构.此外该文还用经典层板理论对火箭发动机壳和裙结构的曲屈分析,最后还用有限元发进行曲屈分析以验证临界曲屈载荷.该文用MATLAB编写了两个辅助设计程序fibercase.m和buckling.m.第一个程序用编织理论计算了纤维缠绕火箭发动机壳的轮廓,利用编织和膜元理论进行了应力分析,并为ANSYS进行有限元分析创建了前处理文件.第二个程序为发动机壳体改善铺层配置,由此设计可承受轴向压缩和弯矩引起的屈曲载荷的复合材料裙结构.