一种环氧玻璃钢压力容器

本文记述了工作压力为200公斤/厘米~2、爆破压力大于1000公斤/厘米~2的玻璃钢压力容器的研制过程,包括原材料选择及性能、容器缠绕规律选择、强度设计、容器性能试验等。讨论了容器中纤维强度的发挥及容器的疲劳问题。该种玻璃钢容器已通过部级技术鉴定。     

压力容器爆破试验实验装置的设计与探讨

“压力容器爆破试验”实验的教学要求是：(1)能测定“压力——膨胀量”关系曲线;(2)能测定试验容器爆破压力;(3)爆破后能观察爆破口的形貌;(4)实验后便于恢复原始状态,适合教学反复使用等。根据上述要求,本文对“压力容器爆破试验”的试验容器、实验装置进行了设计与探讨。     

FWRP压力容器的可靠性设计研究

纤维缠绕聚合物基复合材料(FWRP)压力容器在航空航天及民用领域的应用是当前研究热点。减轻结构重量对于性能和成本都具有非常重要意义。为实现FWRP压力容器结构设计和安全评定的高目标,引入可靠性理论,应用统计学原理,基于应力-强度干涉模型,以同一失效概率为标准进行FWRP压力容器结构设计,以取代现应用的传统安全系数法设计。采用无碱无捻玻璃纤维-环氧树脂材料体系,应用同一缠绕工艺制备8个压力容器。试验得到纤维强度、缠绕角、几何尺寸、爆破压力等随机变量特征值。其结构可靠性设计值(纤维缠绕壁厚)与试验结果基本吻合,并显著小于常规设计值。将各设计变量随机分布特征值与压力容器结构设计相结合,实现安全与经济的有效统一,为可靠性设计在FWRP压力容器上的应用与发展提供了依据。     

纤维缠绕压力容器表面损伤试验研究

通过制作纤维缠绕标准容器试样,并对部分试样表面纤维制作人工损伤,与标准容器试样比较爆破压力,并进行有限元分析、研究其破坏机理,对强度影响程度进行评估。结果表明：表面纤维损伤会造成压力容器在应力水平较低情况下局部发生层间剪切破坏,损伤容器爆破强度平均值降低22．4％,损伤修复后的容器爆破强度降低12．2％。     

爆炸片爆破压力设计及校核方法探讨

基于GB 567-2012和GB 150-2011标准,对爆破片爆破压力设计和校核流程进行了阐释。详细分析了容器工作压力及设计压力、标定爆破压力、设计爆破压力、最大最小爆破压力之间的关系。结果表明,设计爆破压力是最小爆破压力、爆破压力负允差与制造范围下限绝对值之和。最大爆破压力是设计爆破压力、制造范围上限与爆破压力正允差之和。最小爆破压力与容器工作压力有关,最大爆破压力与容器设计压力有关。最后给出了爆破片爆破压力设计及校核案例。     

国产碳纤维缠绕铝内衬气瓶的缠绕设计及校核

本文选用中复神鹰碳纤维有限责任公司生产的SYT49碳纤维为增强材料,针对6.8L常规的复合材料压力容器进行了初步缠绕设计,完成了压力容器的制备,确定了SYT49碳纤维在复合气瓶缠绕领域的强度利用系数;利用有限元分析平台,通过建立模型完成了对该压力容器在最小爆破压力工况下的应力分析。结果表明:SYT49碳纤维的强度利用系数为0.82,与日本东丽T700S相当;应力分析情况与实际爆破结果相吻合,在验证设计的准确性同时,为碳纤维缠绕的设计提供了参考。     

宇航飞行用复合压力容器

纤维缠绕金属复合压力容器的优点及其技术状态已由 NASA Le-wis 研究中心所证实。研究了两种 Kevlar-49纤维增强的球设计,每种制造了六个,进行了疲劳循环、允许载荷及爆破试验。直径为61cm的 Kevlar-49/低温成型301不锈钢压力容器给出了要求的压力循     

纤维缠绕压力容器的爆破压力与纤维强度转换率

纤维的强度性能在纤维缠绕压力容器中不可能得到百分之百的发挥。本文结合容器的爆破试验结果和有限元分析结果计算确定纤维强度转化率。     

铝内衬碳纤维复合材料压力容器非测地线缠绕与强度分析

本文对碳纤维缠绕复合材料压力容器进行了非测地线缠绕线型设计、有限元仿真和纤维缠绕与水压爆破实验。根据非测地轨迹确定了复合材料压力容器的最佳缠绕参数;采用有限元软件ABAQUS对其受压状态下的应力应变值进行分析,研究内压为35 MPa时压力容器的应力状态,并预测其爆破强度为92.2 MPa;缠绕实验在五轴数控缠绕机上进行,使用T800碳纤维制备了铝合金内衬复合材料压力容器,其纤维缠绕层共26层,缠绕完成后纤维排列整齐均匀,无滑纱现象。固化后其爆破压强为87.5 MPa,与仿真结果相对误差为5.1%,验证了仿真分析的可行性。     

T800碳纤维在复合材料压力容器上的应用研究

介绍了T800碳纤维在复合材料压力容器上的研究现状,并针对T800SC-24K碳纤维预浸带性能进行了研究。结果表明,碳纤维预浸带拉伸强度损伤5%;同时采用T800SC-24K干法预浸带进行了标准φ480和φ1 000 mm压力容器成型,并对其爆破性能进行了表征,复合材料容器特性系数41 km,纤维发挥强度4 480 MPa。     

碳纤维复合材料高压储氢容器研究与结构设计

氢能的储运技术是氢能利用的关键环节之一。对车用燃料氢气的储存技术进行了综述和比较,提出高压储氢是氢气储存的主要方向之一。阐述了碳纤维复合材料高压容器的技术原理和结构特点,通过改进压力容器的结构形式,达到防止氢气渗漏、延长容器使用寿命、提高系统储氢量等综合性能。     

Activated carbon fibres and composites on its base for high performance hydrogen storage system

To obtain high hydrogen sorption capacity and reduce the time of the cycle (adsorption/desorption) in the gas storage system a new composite material (metal hydride particles on the activated carbon fibre matrix) was suggested. Different adsorbent materials such as activated carbon fibre “Busofit”, granular activated carbon and new composite sorbent (metal hydride La_0.5Ni₅Ce_0.5 particles on the activated carbon fibre “Busofit”) were tested. Effect of the carbon sorbent nature and metal hydride content is important to choose the optimal sorbent bed.In this paper, a thermally regulated storage system for hydrogen was numerically analyzed and experimentally validated. A two-dimensional transient model was used to analyze the influence of the thermal control on the operating characteristics of the flat sectional vessel. The evolution of the temperature, pressure and volumetric density of hydrogen inside the vessel during the charging/discharging is discussed. It was shown that heat pipe based thermal control of the process increase the efficiency of the hydrogen storage. Such vessels are interesting to be applied in fuel cells used for vehicle or dual-fuel engine car (hydrogen/gasoline, hydrogen/methane).     

CVDA设计曲线的试验研究

通过一系列宽板试验、带裂纹容器试验及工程容器典型事例分析,特别是高应变异形板试验、加筋宽板的有限元计算及大型容器接管裂纹测试研究与理论分析,作者发现无论是PD6493—80或JWES2805—83的设计曲线,在e/e_y=1附近,安全裕度均较小;特别是PD6493—80设计曲线的高应变区(e/e_y>1.5)的安全裕度却比低应变区要大得多;在同一设计曲线范围内,各段差异极大,显然是不合理的.本文提出了CVDA设计曲线为中国规范所采用.它的最后表达式为:经过理论分析及大量数据验证,充分说明了CVDA设计曲线的适用性、合理性和先进性.     

固体发动机纤维缠绕壳体的成型工艺设计及试验

采用网格理论对缠绕壳体进行了工艺参数的设计计算,计算出缠绕工艺参数,结合微机控制缠绕软件编制程序,提出了强度设计、线型控制、变形校核三位一体的设计思想,确定了缠绕工艺设计的内容、计算方法及所需和所应产生的参数结构,对包络线轨迹进行平滑处理,控制缠绕线型,用实验进行壳体筒身段的强度设计和变形(强度)校核,结果表明理论分析与实验结果能够较好地相互吻合,壳体的爆破压强误差较小,其值小于5%.     

CNG-2环向缠绕气瓶纤维缠绕残余预应力的优化设计

复合材料气瓶压力容器的纤维缠绕预应力对容器的性能有很大的影响,合理设计纤维预应力可提高复合材料容器的综合性能。借助ANSYS有限元软件,建立了带有纤维缠绕残余预应力的环向缠绕气瓶的有限元参数化模型。在模型中,将纤维缠绕层视为复合材料层合板。按照GB 24160—2009《车用压缩天然气钢质内胆环向缠绕气瓶》的规定,并结合各工况下应力水平的要求建立数学模型,对环向缠绕气瓶的纤维缠绕残余预应力进行优化,得到纤维缠绕残余预应力的最优值,使内胆在工作压力下有较低的应力水平,提高了气瓶的可靠性。     

Immobilization of protease composites with polyethylene oxide on fibre substrates

It was found that the stability of trypsin is higher than the stability of terrilytin in immobilization on cellulose or polyester fibre material in a composite with polyethylene oxide with a molecular weight of 1.5, 4, or 6 kDa. The optimum compositions are cellulose and polyester materials containing terrilytin or trypsin and 2.5% PEO with MW of 6 kDa or trypsin and 0.5% PEO with MW of 1.5 kDa. The fibre materials containing immobilized terrilytin with polyethylene oxide are resistant to radiation sterilization. The activity increases by 2-4 times in comparison to the initial materials in storage of sterilized samples at room temperature for 2 years.     

某型复合材料气瓶优化设计

本文采用APDL语言进行某型复合材料气瓶优化设计，优化后的气瓶性能有较大提高，另外分析了铺层顺序对气瓶性能的影响。     

Nanocomposite matrix for increased fibre composite strength

A new type of three-phase thermoplastic composite has been made, consisting of a main reinforcing phase of woven glass or carbon fibres and a PA6 nanocomposite matrix. Nanocomposites have the potential to improve the matrix dominated flexural and compressive strength by increasing the matrix modulus. Good quality fibre composites have been made with several types of PA6 nanocomposite and unfilled PA6 in combination with glass and carbon fibre reinforcement. Flexural tests on commercial PA6 fibre composites have shown the decrease of the flexural strength upon increasing temperature and this has been compared with the decrease of the matrix modulus. The nanocomposites used in this research have moduli that are much higher than unfilled PA6, also above T_g and in moisture conditioned samples. The strength of glass fibre composites can be increased by more than 40% at elevated temperatures and the temperature range at which a certain minimum strength is present can be increased by 40-50 °C. Carbon fibre composites also show significant improvements at elevated temperatures, although not at room temperature. The advantage of the use of nanocomposites instead of other polymers to improve the fibre composite properties is that the properties can be improved without any change in the processing conditions.     

Steven试验中含TNT类炸药的响应特性

为了研究不同尺寸下含TNT类炸药在撞击作用下的安全性能,用2 kg弹丸分别对TNT炸药以及不同尺寸B炸药进行Steven试验,并用锰铜压力计测试了样品的压力变化过程,用高速摄像机记录了点火反应过程,用冲击波超压传感器测量了炸药的反应超压,分析了TNT炸药和B炸药的响应规律。结果表明,Steven试验中B炸药的尺寸变化对射弹起爆速度阈值有显著影响,随着B炸药厚度的增加,其射弹起爆速度阈值随之降低,反应超压增加。