专利技术

正一种碳纤维复合材料高压气瓶申请(专利)号:201310282249.1公开(公告)日:2014-01-08申请(专利权)人:江苏久维压力容器制造有限公司摘要:本发明公开了一种碳纤维复合材料高压气瓶,包括金属内衬,以及依次设在金属内衬外表面的缠绕碳纤维复合层和外保护层;其中,所述缠绕碳纤维复合层的制备过程为:将环氧树脂和固化剂混合得到胶状溶液,并在该胶状溶液中加入短切碳纤维得到环氧树脂浸渍液,然后将连续碳纤维经过环氧树脂浸渍液浸渍后,在金属内衬外表面进行     

专利技术

一种轻金属内衬玄武岩纤维全缠绕复合气瓶及其制造工艺,包括：一轻金属内衬;复合有环氧树脂材料的玄武岩纤维缠绕层,该玄武岩纤维缠绕层形成于所述轻金属内衬外表面上,且通过该玄武岩纤维缠绕层中的环氧树脂材料使其与轻金属内衬紧密地粘结成一体;以及涂覆于所述玄武岩纤维缠绕层外表面的保护胶层。本复合气瓶满足合理的应力场分布,保证复合气瓶在使用最小的纤维用量条件下能承受最大的爆破压力,具有持久的良好气密性能和最佳的安全性能。     

铝内胆碳纤维全缠绕气瓶铺层设计

铝内胆碳纤维全缠绕气瓶的铺层设计主要基于网格理论,但该方法仅能得出满足爆破强度的参数,不能满足对铝内胆疲劳性能的要求,因而难以适应气瓶产品的设计需要.将网格理论与铝合金S-N曲线结合,提出一种基于铝合金疲劳寿命设计纤维缠绕层厚度的新方法.依据该方法给出的缠绕层厚度构建有限元模型,通过数值模拟确定合理的自紧力,计算不同载荷下的气瓶应力分布,根据爆破试验数据,利用有限元模型预测气瓶的爆破强度、失效位置及失效形式.结果 表明:该设计方法可便捷地得出满足性能要求的气瓶缠绕层厚度;自紧力合理值可根据设计预期通过有限元分析得出;疲劳载荷下的缠绕层应力设计值与模拟值,偏差在允许范围内;运用该方法设计的气瓶能够同时满足疲劳和爆破性能指标,且失效位置、纤维应力比也符合标准规定.     

铝内胆复合材料储氢瓶爆破压力与疲劳寿命关系研究

针对在铝内胆复合材料储氢瓶（又称为“III型储氢瓶”）设计阶段难以根据设计的气瓶爆破压力和疲劳寿命确定内胆厚度和纤维应力比的问题,研究了III型储氢瓶爆破压力与疲劳寿命的关系。首先,构建了III型储氢瓶的有限元计算模型,提出了基于有限元的气瓶爆破压力和疲劳寿命的预测方法,分析了在内胆厚度和纤维应力比两个因素影响下III型储氢瓶的应力分布状态。其次,研究了内胆厚度和纤维应力比对III型储氢瓶爆破压力和疲劳寿命的影响规律,结果表明：在一定的内胆厚度和纤维应力比范围内,增大内胆厚度,气瓶爆破压力提升较小;增大纤维应力比,则气瓶爆破压力提升较大;III型储氢瓶对数疲劳寿命与内胆厚度和纤维应力比均基本呈线性关系。最后,基于纤维缠绕压力容器爆破压力计算公式和III型储氢瓶对数疲劳寿命拟合关系式,得到了不同条件下III型储氢瓶爆破压力与疲劳寿命的关系式。研究结果可为III型储氢瓶结构的优化设计提供参考。     

一种添加稀土元素的镁基储氢材料及其制备方法

申请（专利）号：201110366026．4公开（公告）日：2012．03—28申请（专利权）人：上海交通大学摘要：本发明公开了一种添加稀土元素的镁基储氢材料及其制备方法，所述镁基储氢材料的组分包括镁金属和稀土元素，所述稀土元素质量百分含量为0．1％～20％，所述镁金属的质量百分含量为80％～99．9％，所述稀土元素为La、Ce、Pr、Nd、Sm和Er中的一种或多种；本发明镁基储氢材料具有良好的储氢动力学性能，与     

沈阳斯林达安科新技术有限公司

沈阳斯林达安科新技术有限公司各种产品通过国家质量监督检验检疫总局指定的气瓶型式试验机构的检测,具有(B1、B3)气瓶设计、制造资格。主要产品:1、铝合金内胆纤维全缠绕气瓶2、铝合金无缝气瓶3、车用压缩天然气钢质内胆环向缠绕气瓶4、车用压缩天然气钢瓶5、供氧器     

高压储氢气瓶的长径比和进气口直径对其快充温升及温度分布的影响

在储氢气瓶快充引起温升的理论基础上,考虑到真实气体充气的复杂性,基于真实气体的k-ε湍流模型,建立高压储氢气瓶快速充气温度变化的高精度数值计算模型。用计算流体力学软件Fluent13.0模拟35MPa,120L纤维缠绕铝内胆复合气瓶快速充气情况。为了研究气瓶的长径比和进气口直径对温升和温度分布的影响,分别对长径比为3.6、2.0,进气口直径为16mm、40mm、64mm的气瓶的充气情况进行模拟。数值模拟的结果表明在相同的充气条件下,长径比越小气瓶内最高充气温度越低,瓶内的温度分布也相对越均匀;进气口直径越小瓶内最高充气温度的升幅越小。     

多角度交替缠绕复合圆筒的剩余应力算法及水压试验

针对含薄壁钢内衬碳纤维增强聚合物基复合材料（CFRP）多角度交替缠绕复合圆筒的剩余应力计算问题,基于正交各向异性材料的厚壁圆筒理论和弹性叠加理论,提出了考虑卸去芯模影响的多角度交替缠绕下CFRP各层和钢内衬剩余应力的逐层叠加算法,研究了恒缠绕张力下,芯模厚度和螺旋层缠绕角对CFRP各层和钢内衬剩余应力的影响。计算表明：芯模厚度越大则CFRP层剩余应力越低,但芯模厚度过大将减弱缠绕张力对钢内衬的强化效应;螺旋层缠绕角约65°时,环向层剩余应力出现极小值,螺旋层剩余应力和内衬剩余应力均出现极大值。针对缠绕张力对钢内衬的强化效应,通过水压试验加载过程中钢内衬声发射特征与复合圆筒外壁应变测试,测得的钢内衬屈服载荷与理论预测值一致,基本证实了算法的有效性。为提高CFRP层缠绕质量,基于等剩余应力假设,提出了多角度交替缠绕张力制度优化设计思路,适用于内压管的张力制度优化。     

纤维缠绕高压氢气瓶火烧温升试验及数值研究

纤维缠绕高压氢气瓶是氢燃料电池汽车储氢系统的关键设备。气瓶在使用中如果遭遇火灾意外,可能导致氢气泄漏、爆燃甚至爆轰等危险。为研究气瓶在火烧情况下的安全性能及内部气体的温升规律,进行了火烧试验研究,得到了气瓶外表面的温度场分布及内部气体的温升规律．结果表明内部气体的温升速率很小．且与外表面存在较大温差。然后以试验数据为基础建立3D数值模型。对火烧时气瓶内部气体的温升进行模拟,并对试验结果和模拟结果进行比较分析．表明所建立的模型能较为准确的模拟气瓶火烧试验时的内部温升,该模型为进一步研究气瓶火烧试验奠定了基础。     

T700碳纤维增强树脂复合材料气瓶封头非测地线缠绕强度

利用微分几何理论和四阶龙格库塔法求解气瓶封头上T700碳纤维增强树脂复合材料（CFRP）非测地线缠绕角微分方程,得到稳定的非测地线缠绕轨迹;利用有限元仿真软件建立T700 CFRP缠绕气瓶有限元模型,分析不同非测地线轨迹对工作压力（30 MPa）下T700 CFRP缠绕气瓶强度的影响,并采用渐进损伤模型分析爆破压力的变化规律。对于封头高h=50 mm的T700 CFRP缠绕气瓶,滑线系数为0.2时承载能力最强,比T700 CFRP测地线缠绕气瓶提高了7 MPa,约为6.4%;对于封头高h=160 mm的T700 CFRP气瓶,滑线系数为0.2时承载能力最强,比T700 CFRP测地线缠绕气瓶提高了6 MPa,约为11.5%。结果表明,优化设计得到的缠绕线型既能满足缠绕工艺的基本要求,又提高了T700 CFRP缠绕气瓶的结构力学性能,可为实际缠绕工艺提供参考。      

沈阳斯林达安科新技术有限公司

正沈阳斯林达安科新技术有限公司各种产品通过国家质量监督检验检疫总局指定的气瓶型式试验机构的检测,具有(B1、B3)气瓶设计、制造资格。主要产品:1、铝合金内胆纤维全缠绕气瓶2、铝合金无缝气瓶3、车用压缩天然气钢质内胆环向缠绕气瓶4、车用压缩天然气钢瓶5、供氧器6、钢质无缝气瓶7、消防气瓶8、收口机的设计与制造9、缠绕机的设计与制造     

基于声发射技术的大容积玻璃纤维缠绕气瓶冲击损伤评定

通过对大容积玻璃纤维缠绕气瓶分步升压爆破试验，采用声发射技术，监测分步升压爆破过程中缠绕层损伤演化以及不同升压阶段声发射信号响应特征，得到不同阶段声发射信号幅度、计数、累计计数以及能量等特征，试验压力由40 MPa升至50 MPa阶段，缠绕层发生损伤，声发射信号活性增加约90倍，且纤维断裂信号强度较高，达到1.0×10⁸ aJ。在此基础上，通过对带有不同程度冲击损伤气瓶升压爆破试验，对比分析0～30 MPa阶段不同损伤气瓶声发射响应区别。试验结果表明，缠绕层声发射信号随缠绕损伤程度增加，响应幅度增高，信号活性增强，强度增大，临界损伤气瓶缠绕层信号活性增强约20倍，信号强度可达到2.0×10⁶ aJ,增大约10倍。因此，可在水压试验过程中，通过冲击损伤区域声发射信号幅度、计数等特征和临界损伤缠绕层信号特征对比，对冲击损伤进行安全评定。     

聚酰亚胺纤维与碳纤维缠绕复合气瓶性能对比研究

本文主要研究高性能国产聚酰亚胺纤维在复合材料气瓶上的应用,并表征其与进口碳纤维的性能差距.采用国产聚酰亚胺纤维进行缠绕成型工艺优化与复合材料性能测试分析,在测试数据及工艺优化基础上针对其进行了复合材料气瓶的强度设计.分别采用聚酰亚胺纤维、进口T300、T700以及T800碳纤维缠绕成型复合材料气瓶,进行水压爆破压强的测试,并引进声发射检测技术对其在水压过程中的损伤信号进行监测分析.结果表明聚酰亚胺纤维缠绕工艺性良好,与树脂界面结合优异,适用于湿法缠绕成型工艺.复合材料拉伸强度达到1 708 MPa,纤维的强度发挥率高达80%,相比于碳纤维复合材料其呈现出较好的断裂韧性,有利于减少复合材料气瓶在水压下的应力损伤.缠绕成型的聚酰亚胺纤维复合材料气瓶容器特征系数(PV/W)高达32.2 km,其在航空航天、医用、汽车、核工业等领域具有广阔的应用前景.     

专利技术

用于生产气体混合物的小型化设备申请（专利）号：200980136106公开（公告）日：2011-08-17申请（专利权）人：乔治洛德方法研究和开本发明涉及用于用纯气体和/或纯气体或特种气体的混合物充填气瓶的设备,所述设备包括：用于选择气体和/或用于制造待送到气瓶中的气体混合物的装置;用于分析所述混合物或所述纯气体的组成的器具,其特征在于,实施下列措施：     

钛内衬复合材料环形气瓶结构设计与优化EI北大核心CSCD

根据微分几何,推导环形气瓶测地线缠绕轨迹以及缠绕角应满足的稳定缠绕条件,并针对不同切点数进行线型轨迹仿真。基于有限元分析,针对钛合金内衬环形气瓶的初始缠绕角及缠绕层数进行优化设计,并评估对比有、无环向补强层的环形气瓶承载能力。结果表明:本文设计的测地线轨迹精确可靠,很好地满足环形气瓶的缠绕工艺性。优化设计的缠绕参数既满足工艺可缠性,又能提高环形气瓶的结构性能。此外,有环向补强层的气瓶爆破强度提高了14%,钛合金内衬屈服强度提高了24.8%。因此,采用环向补强层有利于进一步提高环形气瓶的承载性能。水压实验结果表明本文设计方法预测的变形和爆破压力与实验值吻合良好。     

高压氢气瓶铝制内胆交流电磁场检测技术

高压全缠绕铝内胆氢气瓶是氢气储运的重要设备,由于材料及结构的限制,常规检测方法难以实现对其铝制内胆的检测。基于交流电磁场检测技术,通过制备铝制内胆试样,并加工不同类型缺陷,进行检测研究。结果表明,交流电磁场技术能够实现对铝制内胆多种类型缺陷的检测,灵敏度及分辨率较好,但缺陷方向对检测效果影响较大,在实际检测中,应根据损伤模式确定检测方向。     

车用缠绕气瓶声发射检测初步研究

针对车用缠绕气瓶的缠绕层材料复杂、不能直接有效地进行检测等问题,对其中的玻璃纤维缠绕层气瓶进行声发射分析、研究,找出合适的传感器布置方案和定位方式。通过大量研究,在声发射信号众多参数中发现费利西蒂比是评价缠绕气瓶的重要参数,它能反映气瓶损伤以及爆破强度,在随后对气瓶破坏试验过程中验证了研究结论的正确性。     

缠绕肋缠绕过程试验及力学行为分析

首先通过单向拉伸试验测试和理论计算两种方法得到4层(45?/?45?/45?/?45?)铺设碳纤维复合材料的弹性模量,作为文中数值计算及弯矩分析的材料参数。通过4层(45?/?45?/45?/?45?)铺设碳纤维复合材料肋进行整体缠绕过程试验,得到肋整体缠绕过程肋表层应变和缠绕弯矩。利用ABAQUS分别建立了复合材料肋整体缠绕精细有限元模型,实现了缠绕一周过程强几何非线性数值模拟分析,得到各层应力、应变特征和缠绕弯矩,并与试验结果比较分析。进而给出缠绕弯矩解析表达式,并对材料铺设与厚度进行分析,得到缠绕过程最优材料铺设机理与最大厚度分析方法。该文对缠绕肋设计和深入研究具有重要参考价值。     

铌基配位硼氢化物复合储氢材料及制备方法与用途

申请（专利）号：201110119200．5公开（公告）日：2011—10—19申请（专利权）人：浙江大学摘要：本发明涉及新型储氢材料领域,公开了一种铌基配位硼氢化物复合储氢材料及制备方法,该储氢材料主要用于燃料电池供氢源、氢能源汽车等领域。该复合储氢材料的基体材料—铌基配位硼氢化物的化学式为Nb（BH4）5,其单位质量储氢密度为12wt％。复合储氢材料制备方法如下：在室温和惰性气体保护气氛下,将硼氢化锂和卤化铌原料按照5：1的摩尔比在玛瑙研钵中进行研磨,     

内外压作用下纤维缠绕厚壁柱形容器的强度

研究各向同性材料内胆外对称均衡缠绕纤维的厚壁圆柱形容器在内外压力作用下的应力和强度特性。采用正交各向异性本构关系和轴对称厚壁筒理论, 获得纤维层和内胆的应力, 以及纤维方向三向应力的解析公式。利用Hoffman和Tsai-Wu失效准则研究薄壁筒理论和三维应力对应的强度随壁厚和缠绕角的分布规律。计算比较了有、 无内胆的纤维缠绕容器的强度随缠绕角的变化情况。利用ANSYS软件的层合单元SOLID191建立的模型给出的纤维向应力和强度比与本文理论结果吻合很好。研究发现: 基于层合板理论的二维纤维向应力公式给出了不准确的纤维向应力, 不准确的横向应力造成容器纤维层的强度值偏低; 不同的纤维类型和缠绕角, 厚度-半径比对强度比的影响不同; 基于二维应力分析的薄壁筒理论给出的纤维层强度比小于三维分析的结果; 缠绕角对无内胆的缠绕容器强度比的影响比有内胆的更敏感。