纤维缠绕压力容器扩极孔工艺研究

复合材料缠绕压力容器封头部位在进行多次螺旋缠绕时,纤维在极孔处堆积严重,造成封头部位厚度的极不均衡,降低了封头部位性能的有效发挥。本文主要对复合材料缠绕压力容器在封头部位的扩极孔缠绕设计进行了一些探索研究。     

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。     

纤维缠绕成型工艺中张力控制系统的研究

纤维缠绕中张力的控制是关系到产品质量的关键技术。本文主要通过对张力产生的分析，论述了分别采用磁粉离合器和力矩电机作为控制元件，对张力进行有效的两种控制方案。     

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。     

新型纤维缠绕张力控制系统研究

本文针对多轴纤维缠绕机数控系统,提出了一种集成于运动控制器平台上的纤维缠绕张力控制系统的方案。利用运动控制器的剩余通道,采用张力反馈式控制方式和控制器的计算功能完成了对张力的精密闭环控制。研制了以编码器为反馈元件的新型张力测量装置,实现了基于同一个可编程运动控制器的缠绕机运动控制与张力控制的集成。     

不等极孔纤维缠绕球形压力容器的结构设计与性能

本文概要介绍了不等极孔纤维缠绕形压力容器的结构形式，受力状态及纤维铺层设计方法，提出了纤维强度发挥系数与在球体位置关系的函数概念，通过改变特征点的强度发挥系数，可以方便地进行球形容器的结构优化设计。     

纤维缠绕压力容器封头壁厚预测方法分析

为建立准确纤维缠绕压力容器结构模型,在前人壁厚预测方法基础上采用多项式逼近算法来预测压力容器封头纤维层厚度。针对封头部分纤维缠绕角不断变化和极孔附近纱线堆叠等影响因素,采用多项式逼近算法进行封头壁厚预测,并与经典算法、精确算法、平面算法壁厚预测值及实际壁厚测量值对比分析,结果表明运用此方法得到的纤维层壁厚预测值与实际壁厚测量值更接近,从而为分析压力容器可靠性提供准确压力容器结构模型。     

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％。     

纤维缠绕环形压力容器复合材料结构设计

本文在环形容器复合材料缠绕原理的基础上,从环形容器工作下的受力状态分析入手,推导出环形容器的受力方程;根据环形容器双螺旋缠绕测地线方程,结合相关工艺参数,进行复合材料结构铺层设计,确定出优化缠绕线型的切点数。根据该理论,通过编写VB程序,实现纤维缠绕环形容器复合材料纤维层的计算机参数化设计。     

缠绕张力公式的研究

详细给出了金属筒体缠绕张力确定公式的推导过程及其公式,给出了应用此公式确定缠绕各层张力的条件和应注意的问题,此公式经过试验数据验证,基本吻合。     

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。     

压力容器管嘴受力校核方法

介绍压力容器管嘴的受力校验方法,主要从压力容器管嘴的连接形式和常见失效方式入手,有针对性地提出管嘴受力校验方法,并剖析各种方法的适用范围和可靠性,提出改善管嘴承载能力的有效措施。     

扁平绕带式压力容器结构特点与研究现状

介绍了扁平绕带式压力容器的结构特点,给出了静态力学和动态力学行为研究现状,以及结构失效分析、可靠性设计方法的研究进展。     

碳纤维缠绕铝内衬储氢容器力学分析及优化控制

基于经典复合板理论与网格理论简化了纤维缠绕金属内衬压力容器模型,提出正交各向异性假设并认为材料处于线弹性,应力由纤维承受,忽略压力容器复合增强层的拉应力与切应力耦合作用,分别得到内外压作用时的应力计算公式。提出纤维预紧力控制方法,优化纤维缠绕金属内衬压力容器最终应力分布,通过实例模型验证了理论推导及方法的合理性。     

天然气汽车与FRP压力容器

本文介绍了天然气汽车（ＮＧＶ）不仅降低大气污染,而且减少燃油成本; ＦＲＰ压力容器在ＮＧＶ汽车上的应用,以及这种压力容器在日本、中国发展的新动向。     

不等极孔椭球容器结构及成型工艺研究

本文针对不等极孔椭球容器的结构特点,分析了内压载荷下的封头段结构应力状态,阐述了基于平面纤维缠绕成型椭球容器的工艺特点,给出纤维落纱稳定性、缠绕界面摩擦、封头补强因素对容器强度的影响,得出容器薄弱位置及采用适合的补强方式;通过一种橡胶衬碳纤维缠绕衬椭球容器工艺实现及液压试验表明,椭球容器缠绕成型稳定性较差,结构效率较一般的球形容器低。     

采用真空成型法评价缠绕用玻璃纤维的性能

介绍了采用玻纤单向织物模拟玻璃纤维内压容器缠绕工艺进行铺层的真空辅助成型试验;进行了该试验所制得的玻璃钢层压板不同方向的力学性能测试,获得了与玻璃钢管道力学性能测试相对应的测试数据。结果表明,该创新性测试方法可以真实表征连续玻璃纤维在热固性复合材料应用中的力学性能,并可以应用在缠绕用玻璃纤维的开发、质量控制,以及采用单螺旋缠绕的玻璃钢压力容器的设计当中。     

新型张力控制浸胶系统的研制

纤维缠绕中常出现浸胶不均匀、含胶量不可控、张力变化波动大等问题,同行都在研制各种张力器和刮挤胶装置试图来解决。但目前,效果还没有明显的改观。对此,本文结合纤维张力控制技术、纤维预浸技术,研制出一种新型缠绕用浸胶系统。实测结果表明：缠绕张力能够稳定在设定值有效范围内,最大误差3．0％;张力可根据需要进行调节,单根纤维张力控制范围为9．5～40N;含胶量（树脂质量分数）控制范围为19％-26％。该浸胶系统能更好地满足缠绕工艺。     

基于参数化设计的纤维缠绕方法及应用

为了使回转体制品的纤维缠绕线型设计更加简便,提出一种基于参数化设计的纤维缠绕方法,对圆管、容器等回转体制品的线型工艺进行参数化设计。该方法以缠绕理论为核心,将芯模的几何尺寸与缠绕工艺参数进行参数化处理并在设计线型的过程中根据纤维均匀布满的条件对缠绕角进行修正,根据修正后的缠绕角对线型进行设计即输入芯模的几何参数与缠绕工艺参数便可对芯模的缠绕轨迹进行计算。利用VS2010开发环境对该方法进行缠绕软件的实现,经过机器人对软件输出的缠绕代码进行缠绕实验,验证了回转体芯模参数化设计方法的可行性、便捷性及实用性。