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。     

复合材料高压氮气气瓶的结构设计与试验分析

本文阐述了复合材料高压氮气瓶的结构设计过程，并对试验结果进行了分析和讨论。     

薄壁铝内衬芳纶缠绕高压气瓶的研制

本文对薄壁铝内衬芳纶纤维缠绕复合材料高压气瓶的设计、工艺制作、试验进行了研究，针对芳纶复合材料低层间剪切强度、易吸潮及高温条件下强度损失大的特点，研究一种高层间剪切强度、耐高温的树脂体系，并对该树脂体系的工艺进行研究，并进行了大量的试验验证，从而得出芳纶纤维缠绕金属内衬复合材料高压气瓶的设计方法和工艺制作方法。同时对金属内衬复合材料高压气瓶的疲劳和早期渗漏进行研究。     

复合材料高压气瓶用玻璃纤维开发研究

简要介绍了复合材料高压气瓶的发展状况、分类、特点以及相关标准。详细总结了复合材料高压气瓶用玻璃纤维的质量要求,研究开发了一种性能优异、适合于缠绕复合材料高压容器的玻璃纤维产品,并介绍了这种玻璃纤维产品的主要性能指标。     

基于Windows的气瓶疲劳试验自动控制软件的研制

通过在 Windows95操作系统中实现气瓶疲劳试验的自动控制 ,叙述了用VC++5 .0开发自动控制软件所应用的技术和主要实现过程。     

一种大容积钢质内胆碳纤维全缠绕高压气瓶的研制

大容积钢质内胆碳纤维全缠绕高压气瓶研制的关键技术包括钢质内胆的旋压成形、内胆热处理、碳纤维全缠绕固化工艺技术。以上技术决定高压气瓶的质量性能和制造成本。本文阐述了以上工艺技术的研发过程、形成的工艺评定及可行性的试验验证。     

高压储氢气瓶性能试验方法比较

氢能燃料作为清洁的燃油替代能源已经被广泛接受及应用,保证氢燃料的关键储能部件储氢瓶的安全是氢能燃料推广的前提。为了对储氢瓶的风险进行控制,欧盟的法规体系中对储氢瓶的安全性能提出了诸多要求,其本质是要求储氢瓶必须通过严苛测试验证。以欧盟法规标准体系中GTR13、ECER134及EU406/2010为主干进行梳理,重点比较了欧盟标准对高压储氢瓶执行严苛测试要求的异同,并就重点试验项目进行了讨论。     

航天用超高压复合材料气瓶的研制

本文针对航天用复合材料气瓶,从材料选择、结构设计和成型工艺等方面对其进行了系统的研究,可为超高压复合材料气瓶的研制提供借鉴和经验。     

薄壁铝内衬缠绕高压复合材料气瓶的疲劳及爆破性能研究

为研制高结构效率的复合材料气瓶,采用T700碳纤维/环氧树脂体系在薄壁铝金属内衬上缠绕成型复合气瓶,对其进行了水压自紧试验,100次0～36MPa水压疲劳试验以及水压爆破试验,并且采用声发射、应变测试等方法对试验过程进行检测。结果表明,经过水压自紧试验后复合材料气瓶具有较好的疲劳性能,100次疲劳对气瓶的损伤较少,并且经过疲劳后的气瓶爆破压强仍然达到88MPa,具有较高的结构效率。     

高压气瓶快速放气的动态特性研究

高压气瓶的快速放气过程广泛存在于能源、化工、航天等领域。放气过程的动态特性是相关系统设计的重要基础。针对高压气瓶的快速放气过程进行了分析,基于实际物理过程并进行部分简化后,建立了理论模型,推导了高压气瓶和低压容器腔内压力随时间变化函数。同时,开展了高压气瓶快速放气的验证试验,对放气过程中的动态参数（包括温度、压力等）进行了测量。理论模型的计算结果与试验结果较为吻合,验证了模型的准确性。最后,基于理论模型,对低压容腔的压力变化、系统放气速率等参数进行了分析。     

监检钢质无缝气瓶爆破试验的体会

根据《气瓶安全监察规程》、《气瓶产品产品质量监督检验规则》和GB5099-94《钢质无缝气瓶》的有关规定，制造厂在进行气瓶批量生产时，必须按热处理顺序每批抽取一只成品瓶进行水压爆破试验，按照《规则》要求，气瓶水压爆破试验的监检是整个监检工作的重要环节，是A类关键项目之一。故气瓶爆破试验的监检结果将直接影响气瓶的安全质量。     

车载复合材料高压储氢气瓶快速充装温升控制数值模拟研究

针对碳纤维增强复合材料气瓶的快速充氢过程,建立了70 MPa储氢气瓶快速充装数值模型,研究了不同充装参数对瓶内氢气温升的影响规律,探讨了温升的控制策略,提出了温升的控制方法.结果表明:气瓶快充温升主要由充装时间、气瓶初始压力以及初始温度决定,初始充装压力增大对降低温升有显著影响;初始充装压力和初始温度与温升近似呈线性关...     

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。     

Ⅳ型高压储氢气瓶用碳纤维复合材料界面表征与分析

Ⅳ型高压储氢气瓶的结构载荷主要由外层碳纤维复合材料(CFRP)承载。良好的碳纤维(CF)与环氧树脂(EP)界面性能有助于载荷传递,使CF强度发挥至最大化,提高压力容器的安全性能,另外可以减少CFRP用量,降低成本,从而打破高昂价格带来的应用局限。通过扫描电镜、原子力显微镜、X射线电子能谱仪、动态接触角、微脱黏测试仪及万能试验机对CFRP界面进行了系统的表征与分析。通过分析CF的表面形态、化学成分、润湿性、表面能及界面结合力,揭示了CFRP力学性能与界面性能的相关性。研究表明,CF表面利于形成机械互锁的表面粗糙度、利于化学键结合的含氧活性官能团、利于润湿的极性组分表面能等因素可以增强其与EP的界面结合,最大程度发挥CF的力学性能,使高压容器承载复合材料具有稳定的力学性能。     

全复合材料车用天然气气瓶使用寿命的计算与分析

本文在系统地研究了一些使用因素对某型车用天然气气瓶强度影响的基础上,利用损伤理论进行了全复合材料车用天然气气瓶使用寿命的计算与分析.首先系统地阐述了基于疲劳损伤理论的气瓶寿命的计算方法;再根据车用全复合材料天然气气瓶在使用过程中的一些因素对气瓶强度的影响进行了探讨;最后在某型车用气瓶强度分析的基础上依据损伤理论以及计算方法给出了该型气瓶的使用寿命情况,同时也系统地分析了一些使用因素对气瓶寿命的影响.该计算方法与分析过程可以为车用天然气气瓶的安全使用以及检测提供理论基础和依据.     

复合材料高压储氢气瓶快速充放氢过程中的温度效应研究

氢能的利用离不开氢的储运这个关键环节,高压储运是目前氢气储运的主要方式。高压快速充放氢会发生温度快速升高和降低问题,从而影响储运设备的使用寿命。主要研究了车载复合材料高压气瓶在快速充放氢过程中的温度效应,并对温升后的充氢量进行了计算。为了确保复合材料气瓶的温升在100℃以下,经过大量试验确定了温升不超过复合材料气瓶允许温度的快速充氢方式。     

气瓶疲劳试验计算机自动控制系统

介绍了气瓶疲劳试验计算机自动控制系统的设计与实现 ,并介绍了控制软件的设计和功能。该系统具有控制精度高、工作安全可靠、操作简便等特点。该控制系统的研制成功 ,在气瓶疲劳试验领域具有国内领先水平     

碳纤维缠绕复合材料储氢气瓶的研制与应用进展

氢能是21世纪最有潜力的新型能源,具有高能、环保、可再生等优点,但氢气的储运技术滞后严重限制了其大规模应用。碳纤维缠绕复合材料氢气瓶因具有质量轻、韧性强、耐疲劳性好等优点,在储氢领域具有广阔的应用前景。本文综述国内外高压气态储氢技术研究现状,并结合国产碳纤维复合材料应用现实,论述了碳纤维缠绕储氢气瓶制备的技术要点、标准规范以及成型设备等方面的最新进展,展望了碳纤维缠绕储氢气瓶的产业前景。     

复合材料缠绕气瓶在随机振动环境下的力学分析

本文以固定在支架上的复合材料缠绕气瓶为研究对象,研究其在使用过程中的随机振动下的应力,结合三区间法和Miner准则进行疲劳寿命评估。在此基础上,以最长寿命内衬为目标,对气瓶的固定件-绑带进行优化分析,并给出了快速确定绑带间距的方法。     

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。