50升碳纤维全缠绕增强铝内衬储氢复合气瓶

一种50升碳纤维全缠绕增强铝内衬储氢复合气瓶，以简体及对称于简体的两个含有内螺纹瓶口的椭圆曲面端部光滑无缝连接而成的铝内衬为芯模，铝内衬表面上按优化设计的铺层次序缠绕碳纤维层，其外表面上缠绕玻璃纤维抗冲击保护层，并在制造过程中采用“自紧”技术进行处理，其中铝内衬简体部分上交替缠绕纵向螺旋缠绕纤维层和环向缠绕纤维层，纵向铺层次序与椭圆曲面端部纵向螺旋缠绕纤维层一致，并与椭圆曲面端部在简体的连接处的纵向螺旋缠绕角连续，两个椭圆曲面端部的碳纤维层为变角度纵向螺旋缠绕纤维层。本发明可使氢燃料电动车在单次加满氢燃料的情况下的行驶里程接近或达到燃油汽车行驶里程，具有实际使用价值，具有持久的良好气密性能和安全性能。     

50升碳纤维全缠绕增强铝内衬储氢复合气瓶

一种50升碳纤维全缠绕增强铝内衬储氢复合气瓶，以筒体及对称于筒体的两个含有内螺纹瓶口的椭圆曲面端部光滑无缝连接而成的铝内衬为芯模，铝内衬表面上按优化设计的铺层次序缠绕碳纤维层，其外表面上缠绕玻璃纤维抗冲击保护层，并在制造过程中采用“自紧”技术进行处理，     

金属内衬碳纤维全缠绕气瓶的有限元分析

本文通过有限元的分析方法,对具有铝合金内衬的碳纤维全缠绕复合材料气瓶的结构进行了剖析,建立了较为合理的复合材料气瓶有限元模型,对气瓶模型的基本建模分析过程进行了阐述和研究。采用ANSYS参数化编程语言(APDL)对复合材料气瓶进行参数化建模,参考美国制定的DOT-CFFC标准《铝内胆碳纤维全缠绕复合气瓶的基本要求》,对公称工作压力、试验压力和最小爆破压力下的碳纤维缠绕铺层和铝合金内衬的各向应力分布进行了数值模拟和计算,并预测了复合材料气瓶的实际爆破压强。     

6．8L铝内衬碳纤维全缠绕复合气瓶

一种6．8L铝内衬碳纤维全缠绕复合气瓶，以椭圆曲面尾端、简体部分、椭圆曲面颈部和含有内螺纹瓶口光滑无缝连接而成的铝内衬为芯模、铝内衬表面上按优化设计的铺层次序缠绕碳纤维层，其外表面上缠绕玻璃纤维抗冲击保护层，并在制造过程中经”自紧”技术进行处理，其     

碳纤维湿法缠绕用高模量高韧性环氧树脂基体

设计了一系列针对碳纤维湿法缠绕的环氧树脂基体,测试了树脂浇注体及其复合材料的力学性能和热机械性能,研究了树脂基体对碳纤维复合材料界面性能的影响.试验结果表明,对韧性树脂体系,树脂基体的模量是发挥纤维强度的关键因素,模量的提升将大幅提高复合材料的综合性能.经复配和优化的树脂体系兼具高模量和高韧性,其T700碳纤维复合材料NOL环拉伸强度达到2480MPa,T800碳纤维复合材料NOL环拉伸强度达到2780MPa,玻璃化温度(Tg)超过200℃,具有优异的界面性能和耐热性能.     

碳纤维缠绕气瓶用环氧树脂体系的固化工艺研究

目前国内外对环氧树脂固化工艺研究较多,但针对LY564环氧树脂体系在高压气瓶特殊应用环境中的研究却较少。本文对该树脂体系进行了不同升温速率的DSC分析,用流变仪对该树脂体系的等温粘度和动态粘度进行了测试,并且用DMA对该树脂体系的玻璃化转变温度进行测定,实验结果表明了LY564环氧树脂体系应用于碳纤维缠绕气瓶的适用性,并确定了该树脂体系的理论固化工艺。     

碳纤维湿法缠绕用环氧树脂基体研究

以TDE-85树脂和AFG-90树脂为主体树脂,混合芳香胺为固化剂,研究了一种适合于碳纤维复合材料湿法缠绕成型的树脂配方。结果表明,该树脂的黏度低(＜550 mPa·s)、适用期长,其浇铸体具有优异的力学性能,其拉伸强度为107 MPa,拉伸模量为4．09 GPa,弯曲强度为161 MPa,弯曲模量为3．88 GPa,断裂伸长率超过6%。用其制备的T-700碳纤维缠绕复合材料界面粘接好,NOL环层间剪切强度达到66．8 MPa,拉伸强度达到2．44 GPa。     

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。     

钛合金内衬碳纤维缠绕气瓶水压后轴向缩短分析

针对钛合金内衬碳纤维缠绕压力气瓶水压试验后轴向缩短的现象,利用ANSYS有限元软件对其水压过程进行模拟计算,通过对气瓶筒身段及封头段各方向位移、应变计算结果的分析,明确了气瓶水压试验后轴向缩短是由封头处内衬外扩残余塑形变形引起的,利于此类气瓶结构设计的优化及尺寸稳定性的提高。     

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。     

RFI工艺成型碳NCF/环氧5228A复合材料研究

借助流变仪和差示扫描量热仪分析5228A环氧树脂膜的性能,以此为参考制定树脂膜渗透成型工艺(RFI)的固化制度;制备并测试增强材料为T700-12k碳纤维无屈曲织物(NCF)、铺层方式为[(0,90)/(±45)]s的层合板力学性能,其层间剪切强度比相应的无纬布层合板高25.3%;在层合板研究的基础上成功研制了规格为1000×200×37mm的帽形梁;利用超声波无损检测和金相显微检查等手段检测帽形梁的质量,检测结果显示,帽形梁材质致密、内部无明显缺陷,将应用于某型号卫星主承力结构。研究表明,5228A环氧树脂膜具有良好的工艺性,RFI工艺能够应用于复合材料复杂结构件的制造。     

碳纤维/环氧预浸料的热固化工艺研究

以先进拉挤(Advanced Pultrution)[1]ADP成型技术为研究背景,借助差示扫描量热法(DSC)对USN12500碳纤维/环氧预浸料固化所涉及的温度和时间进行了研究与分析。以弯曲强度作为考察指标设计正交试验,优选了模拟的拉挤成型固化工艺参数。试验结果表明,①后固化温度下的保温时间对制品的力学性能影响最大,预处理温度下的保温时间影响最小;②预处理温度80℃下处理25min、热压温度130℃下保温保压25min以及后固化温度150℃下保温1.5h为本组试验的优方案。     

碳纤维/环氧树脂复合材料加速热氧老化研究

以T700-CF/828+TDE-85复合材料为研究对象,分别在160℃、180℃和200℃下对其进行了60天的加速热氧老化,研究了老化过程中复合材料的失重率、力学性能、玻璃化转变温度以及化学结构的变化,分析了其热氧老化机理。用TG法研究了该复合材料的热解动力学,应用Flynn-Wall-Ozawa法计算热解平均活化能(E=92.98kJ/mol),并用热解动力学参数预测材料的寿命。     

碳纤维复合材料方管硅橡胶热膨胀成型工艺研究

针对碳纤维复合材料方管,设计制备了硅橡胶热膨胀工艺成型模具,并制备了碳纤维/双马树脂和碳纤维/环氧树脂复合材料方管,研究了成型过程中硅橡胶的温度变化规律,考察了方管的成型质量及其影响因素。结果表明,按照所建立的热膨胀工艺模具尺寸设计公式,可给出硅橡胶芯模的尺寸和工艺间隙;模具内腔的空气对流情况对硅橡胶的温度变化有重要影响;工艺间隙对方管成型质量有很大影响,当工艺间隙与理论计算值相符时,碳纤维/环氧树脂管件的表面和内部质量良好,厚度与设计值一致;碳纤维/双马树脂管件成型时,复合材料内部容易产生孔隙缺陷,采用真空辅助的热膨胀工艺方法,能够有效消除孔隙缺陷。     

碳纤维/单分子环氧树脂基复合材料的研究

以流动性优异的单分子环氧树脂4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯为基体树脂,甲基六氢邻苯二甲酸酐为固化剂,苄基二甲胺为促进剂,初步研究了其固化反应的化学流变特性,获得了基本的固化工艺。然后以T700S碳纤维平纹织物为增强材料,制备了2mm厚度的环氧/碳纤维复合材料层压板材。试验结果表明,通过稀释剂浸渍,复合材料中的CF质量分数可以达到70%以上。在完全无稀释剂时,CF的质量分数可以达到64%。复合材料的最高拉伸强度和弯曲强度分别为916MPa和1031MPa,其玻璃化转变温度为177℃。     

碳纳米纤维对单向玻纤/环氧复合材料的影响

采用真空辅助RTM成型方法制备了0.5%碳纳米纤维(CNF)玻纤/环氧(GF/EP)复合材料,并对其一维饱和渗透率、不同温度下的力学性能、耐固体粒子冲蚀磨损性能进行了测试和研究分析。实验结果表明,加入0.5%CNF之后,平行于纤维方向的饱和渗透率降低了2~6倍,垂直于纤维方向的饱和渗透率降低了2~5倍;在孔隙率小于0.44时,两个方向的饱和渗透率差别不大,均接近于零;0.5%CNF的加入对纯EP及垂直于纤维方向复合材料的机械性能和耐固体粒子冲蚀磨损性能影响较小,在平行于纤维方向上复合材料的力学性能和耐固体粒子冲蚀磨损性能均有提高;在不同温度下,0.5%CNF的加入使垂直纤维方向上复合材料拉伸强度的稳定性得到提高。     

纤维缠绕复合材料固化成型中纤维密实过程数值模拟

纤维缠绕复合材料固化成型过程中,缠绕制件的纤维密实程度及单层厚度受缠绕张力、树脂流动影响较大。基于Squeeze-sponge模型,发展了适用于纤维缠绕复合材料固化成型的树脂流动/纤维密实模型。该密实模型考虑了固化度、温度、树脂黏度、渗透率等参数随固化时间的变化特性,并引入缠绕张力、缠绕图案等缠绕特征,实现缠绕制件纤维密实过程的数值模拟。通过对比文献结果,证明了密实模型的可靠。基于密实模型,对不同缠绕张力制度下的纤维密实程度进行数值模拟,结果表明,相较于各层缠绕张力相等的缠绕制度,采用层间压力相等的缠绕制度时,树脂分布更加均匀,各层纤维体分比数值趋于一致,且适当提高远离树脂出口位置的缠绕张力可实现各层纤维体分比数值相等。     

碳纤维复合材料迫击炮身管结构设计与缠绕工艺研究

纤维增强复合材料具有比刚度高、比强度大的轻量化优势,以及可设计性强、耐腐蚀性优、抗疲劳性好等显著特点,可作为武器装备轻量化设计的绝佳选材。在对迫击炮身管进行受力分析的基础上,提出了采用金属内衬外加碳纤维复合材料增强层的迫击炮复合身管双层结构,介绍了用于迫击炮复合身管加工的缠绕设备和缠绕工艺,基于实验结果,综合分析了碳纤维材料的选择、铺层顺序、纤维缠绕张力等工艺对迫击炮复合身管承压性能的影响,可为火炮复合材料身管以及复合材料承载圆筒的结构设计与加工提供参考。     

环氧树脂/碳纤维吸波涂层电磁特性的实验研究

对环氧树脂/碳纤维吸波涂层的电磁特性进行了研究,包括对体系电磁参数及反射率的测量,纤维长径比、体积含量对电磁参数及吸波性能的影响,以及电磁参数与吸波性能的关联。结果表明,在8～18GHz频段内,随碳纤维长度的增大其介电常数实部与虚部值均增大,磁导率虚部值增大,吸收效果逐渐增强;随碳纤维体积含量的增加,其介电常数实部与虚部值均显著提高,吸收效果逐渐增强,吸收峰向低频方向移动。