薄壁金属内衬复合气瓶自紧压力的有限元分析及性能研究

本文研究自紧压力对薄壁金属内衬复合材料气瓶性能的影响规律。采用有限元分析方法对气瓶的自紧过程进行数值模拟,缠绕成型复合材料气瓶,进行水压疲劳及爆破试验验证,并在试验过程中引入声发射监测。试验及分析结果表明,自紧压力对薄壁金属内衬复合材料气瓶的疲劳及爆破性能影响较大,自紧压力过大会使得气瓶复材层出现树脂开裂、纤维断裂等损伤,导致复合气瓶爆破强度值下降。疲劳试验结果表明,自紧压力过大容易导致薄壁内衬提前进入屈服状态,降低疲劳寿命。针对薄壁金属内衬复合材料气瓶,其自紧压力的选取必须充分考虑金属内衬在自紧及工作过程中的应力值,使其在合理区间。     

复合材料气瓶高低温条件下的疲劳及爆破性能研究

本文缠绕成型130 L复合材料气瓶,进行了充放气疲劳及水压爆破试验,并且采用声发射的检测方法对充放气疲劳试验过程进行了监控。试验结果表明:充放气疲劳过程中复合材料气瓶除了承受内压载荷作用,同时还承受由于充放气导致的温度变化产生的热应力,内压以及热应力对气瓶的损伤较大,会导致气瓶疲劳后的爆破压强下降。     

高压全缠绕复合材料气瓶自紧优化分析

自紧处理能有效提高复合材料气瓶的疲劳性能和纤维利用率。以容积为140L、工作压力为35.0MPa的全缠绕复合材料气瓶为例,对其自紧压力优化方法进行研究,并采用有限元法对全缠绕复合材料气瓶进行自紧分析。结果表明:同时借助DOT-CFFC和ISO-11119标准可实现34.5MPa以上的全缠绕复合材料气瓶自紧压力的优化;经过最佳自紧压力处理后,35.0MPa全缠绕复合材料气瓶在工作载荷工况下内衬的承载能力和复合材料层的纤维利用率分别提高了42.1%和38.7%。     

船用新型复合高压气瓶设计与试验研究

利用10mm碳纤维增强复合材料环缠加强现役钢质气瓶,实现了船用新型复合高压气瓶的研制,并参照相关标准开展了水压、爆破、气密、疲劳等试验研究。结果表明,复合材料较好地分担了气瓶环向应力,爆破压力达到125MPa,经0~40MPa、12000次填充疲劳试验不发生破坏。试验表明复合气瓶设计合理,安全可靠性高,是实现船用新型高压气瓶研制的较好技术途径。     

复合材料储氢气瓶的纤维厚度预测与强度分析

复合材料储氢气瓶因具有较高的比强度、轻质以及耐腐蚀性好等特点,被大量装备于火箭、卫星、新能源汽车和医疗设备等。本文希望通过对复合材料储氢气瓶的理论研究与数值模拟,提供一套快速准确的储氢气瓶设计方法。首先基于网格理论设计了复合材料缠绕层,接着通过三维激光扫描技术对气瓶轮廓进行测量,验证了三次样条封头厚度预测方法的准确性,最后利用Abaqus软件建立了复合材料气瓶高精度有限元模型,研究了自紧对于提高气瓶性能的重要作用,建立渐进损伤模型得到气瓶的爆破压力。结果表明:三次样条法准确预测了气瓶封头上的纤维厚度分布,经过自紧处理后在工作压力下内胆的Mises应力显著降低,得到了最佳自紧压力取值范围为36.3 MPa～42.5 MPa。渐进损伤结果显示气瓶发生了纤维和基体破坏,最终爆破压强达到了69.5 MPa,满足设计要求。研究成果对复合材料储氢气瓶的设计制造具有重要的意义。     

一种新型车用轻量化高压复合气瓶的设计与制备

针对目前市场上CNG-2型车用钢质内胆玻璃纤维环向缠绕气瓶的轻量化趋势要求,设计采用薄壁钢内胆、高强玻璃纤维及环氧树脂为原料,参照国际标准设计制作出新型CNG-3型车用钢质内胆玻璃纤维全缠绕气瓶,并对气瓶进行了自紧工艺试验、水压测试、压力循环和水压爆破试验。结果表明,新研制的钢质内胆玻璃纤维全缠绕气瓶,与市场上传统CNG-2型钢质内胆玻璃纤维环向缠绕气瓶在相同外形尺寸、同容积情况下重量减少13%左右,2~26 MPa压力循环试验15 000次未泄漏,水压爆破压力为72.3 MPa,性能满足标准要求,符合设计预期,所研制产品符合CNG气瓶低成本、轻量化的要求。     

4L复合材料高压气瓶的研制与验证

本文研究的4L复合材料高压气瓶具有大长径比(5.68),需进行10 000次压力循环的疲劳试验,疲劳试验之后不得有肉眼可见的损伤、变形和渗漏的缺陷。依据气瓶的性能要求设计铝合金内衬和复合材料铺层,确定内衬的结构尺寸和缠绕工装形式,选择合理的复合材料铺层,通过爆破试验和疲劳爆破试验对设计的方案进行验证,结果表明:方案科学合理。     

自紧压力对全缠绕复合气瓶疲劳性能的影响

为了提高天然气汽车的续航里程,设计了30 MPa车用全缠绕压缩天然气气瓶。本文基于有限元软件平台下的复合材料分析模块,研究了不同的自紧压力对采用小角度螺旋缠绕、大角度螺旋缠绕加环向缠绕三种混合缠绕的全缠绕复合气瓶疲劳性能的影响,分析时采用SWT平均应力修正方程对交变应力幅进行了修正。结果表明:对气瓶进行自紧处理,基本不会改变内胆的交变应力幅,但是却可以降低其平均应力;在满足纤维应力比的前提下得出其最佳自紧压力为52 MPa,此时其疲劳循环次数约为15000次。     

复合材料气瓶的多轴疲劳寿命预测研究

采用等效应变法计算气瓶疲劳寿命的ASME压力容器规范,不能考虑多轴非比例加载效应,具有明显的不足。针对复合材料气瓶,采用修正的Brown-Miller算法研究其多轴低周疲劳寿命,并分析了自紧压力、金属内衬厚度和单层缠绕层厚度对复合材料气瓶疲劳寿命的影响,给出了提高复合材料气瓶疲劳寿命的方法。     

碳纤维／环氧树脂在橡胶内衬表面的全缠绕工艺设计

根据橡胶内衬碳纤维全缠绕压力气瓶的技术指标,依据网格理论对缠绕层和缠绕张力进行详细的理论设计计算,确定缠绕参数和工艺.选用的环氧树脂体系力学性能优异,其黏度满足缠绕成型工艺要求,同时复合材料NOL环的断面形貌表明该树脂体系与T800碳纤维界面结合良好.对缠绕成型的压力气瓶进行试验,检测表明.水压爆破试验和疲劳试验结果均满足复合材料气瓶的设计要求.     

成型压力对PTC热敏陶瓷性能的影响

研究了成型压力对ＰＴＣ热敏陶瓷性能的影响。研究结果表明,成型压力对ＰＴＣ材料的主要性能有明显的影响。随着成型压力的增大,材料的室温电阻率呈倒“Ｕ”形变化,电阻温度系数及耐电压性能呈单调递减变化,通过回紧分析建立了烧成收缩率与成型压力的关系。     

THE EFFECT OF PRESSURE ON AZEOTROPES

Recently determined electrical conductivities of anodic AgCl, A1C1₃, TiBr₄, and MgCl₂ films are compared to well established conductivities of anodic Ta₂O₅; and A1₂O₃. All of these films exhibit high-field barrier layer condition. The exponential constant, β. is about the same value for the salts as for oxides but the preexponential constants and conductivities are orders of magnitude larger for the salts. The salts, AlCl₃, TiBr₄, and MgCl₂, in addition, have a series ohmic resistance which is attributed to an outer, continuously-forming and dissolving, hydrated salt layer.     

压力对尼龙101O凝聚态结构的影响

研究了尼龙（PA）1010在250℃，不同压力下退火30min后凝聚态结构的变化。结果表明，在压力小于1.0GPa和大于1．2GPa的范围内，PA1010室温结晶的三斜晶系的晶体结构有变化，但是（100）晶面的衍射强度随压力的增加而减弱，而（110／010）晶面的衍射强度增加；当压力在1.0-1.2GPa时，PA1010的X射线衍射图谱没有明显的衍射峰，DSC和溶解实验证实，PA1010在该压力范围内雪生了交联，并进一步讨论了PA1010在高压下发生交联的机理。     

注塑机压力参数的设定

概述了影响注塑机螺杆背压、注塑压力、保压压力和锁模力的重要因素及其设定方法。为正确设定注塑机的控制参数并找出最佳的工艺条件提供参考,对生产具有实际指导意义。在最佳工艺条件下可使注射周期和成品件重处于一个较稳定的水平。     

固化压力对夹层结构力学性能的影响

通过测试不同固化压力下的Nomex蜂窝夹层结构的力学性能，讨论了固化压力对蜂窝夹层结构性能的影响。结果表明，在固化压力0．2－0．5MPa下，夹层结构的平拉强度、平压强度、剪切强度无明显变化，而侧压强度与弯曲刚度则随压力的增大而发生明显的变化。     

中,高压浇注成型坯体的特性

卫生陶瓷中，高压浇注成型工艺是当今世界上的最新工艺，而该工艺在我国目前处于研究阶段未被广泛应用。本文在实验的基础上，对压力浇注成型坯体的特性（干燥粒子的堆积密度、坯体的残留水份、干燥收缩与坯体的结构等）进行了研究，得出了一些有价值的结论。     

THE INFLUENCE OF PRESSURE AND TEMPERATURE ON THE KINETICS OF VACUUM DRYING OF KETOPROFEN

This paper explores the influence of temperature and pressure on drying kinetics of 2-(3-benzoylphenil propionic acid) ketoprofen, in a vacuum dryer on laboratory scale, Experimentally determined relations between moisture content and drying rate vs time, were approximated with an exponential model. Model parameters were correlated with drying conditions (temperature, pressure) and defined by functions of their potentions.

From an energy balance of the process, a mathematical model for simulating dependence of sample temperature vs drying time, and moisture content of material, has been developed.

Simulation of the drying kinetics and sample temperature, by use of those functional dependencies shows good agreement with experimental results.     

THE INFLUENCE OF PRESSURE AND TEMPERATURE ON THE KINETICS OF VACUUM DRYING OF KETOPROFEN

ABSTRACT

This paper explores the influence of temperature and pressure on drying kinetics of 2-(3-benzoylphenil propionic acid) ketoprofen, in a vacuum dryer on laboratory scale, Experimentally determined relations between moisture content and drying rate vs time, were approximated with an exponential model. Model parameters were correlated with drying conditions (temperature, pressure) and defined by functions of their potentions.

From an energy balance of the process, a mathematical model for simulating dependence of sample temperature vs drying time, and moisture content of material, has been developed.

Simulation of the drying kinetics and sample temperature, by use of those functional dependencies shows good agreement with experimental results.     

合成氨装置中压汽提系统的改造

分析合成氨装置中压汽提系统运行不正常的原因,介绍改造情况并提出改进意见。     

考虑压力对芯模表面升温过程的数值模拟分析

采用从芯模内部通入水蒸气加热芯模的固化工艺,建立了芯模内部蒸汽流动的动力学模型和芯模的传热模型,基于汽液两相流相变模型和k~ε标准两方程湍流模型,考虑不同压力下芯模的升温过程,使用有限元流体Fluent软件对芯模传热的蒸汽流动和传热过程进行数值模拟,根据仿真结果得到了芯模表面温度分布情况和变化历程,分析了蒸汽流场压力、温度等物理量之间的关系。本研究为热缠绕的工艺实现提供了效率更高的方法,并为蒸汽控制参数提供了理论依据。