林松
,
王俊锋
,
孙文文
,
刘则君
,
孙红卫
,
杨小平
玻璃钢/复合材料
doi:10.3969/j.issn.1003-0999.2012.05.012
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.
关键词:
纤维缠绕
,
复合材料气瓶
,
爆破压强
,
声发射
王道连
,
叶超
,
许光
,
方红荣
,
李玉龙
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2015.02.005
为满足复合材料层使用温度不超过80℃的安全要求,安装在运载火箭发动机舱段的复合材料气瓶需包覆一定厚度的绝热层.本文结合40 L复合材料气瓶及绝热层的结构参数和材料物性参数,基于集总参数方法建立了考虑辐射、导热、自然对流的传热模型,分析了包覆绝热层后的瓶体绝热性能及绝热层厚度的影响,并开展了包覆5和10 mm厚度绝热层的复合材料气瓶绝热试验,数值模拟结果与绝热试验测量数据吻合良好.
关键词:
复合材料气瓶
,
绝热层
,
数值模拟
,
红外辐射
王晓蕾
,
沈峰
,
童喆益
,
叶臻恺
,
田杰
宇航材料工艺
以空间推进系统用高压复合材料气瓶的开发为背景,开展了PBO纤维的应用研究.分别对PBO/D-3和PBO/D-8复合材料力学性能进行了测试,获得了性能最佳的复合材料配方体系.在此基础上,将PBO复合材料用于空间推进系统用铝内衬复合材料高压气瓶,开展了2.4L铝内衬高压气瓶的研制.结果表明:PBO(HM)/D-8复合材料力学性能最佳,其拉伸强度与NOL层间剪切强度分别高达1 397 MPa和20.2MPa,采用其缠绕的复合材料气瓶结构系数高达64.5 km.
关键词:
PBO纤维
,
空间推进系统
,
复合材料气瓶
,
铝内衬
林松
,
罗明
,
王俊锋
,
孙红卫
,
杨小平
宇航材料工艺
研究了复合材料气瓶在生产过程中金属内衬存在的凹坑、裂纹以及腐蚀等的缺陷类型,并且对存有以上缺陷类型的复合气瓶进行疲劳及爆破实验,研究其对气瓶的性能影响.结果表明:金属内衬缺陷的存在会使得气瓶在承受内压载荷的过程中,金属内衬在缺陷位置出现应力集中,提前出现裂纹的扩展,使得金属内衬失效,无法充分发挥复合材料层高强度的优势,使得复合材料气瓶的疲劳失效次数及爆破强度大大降低,影响最终的使用性能.
关键词:
纤维缠绕
,
复合材料气瓶
,
疲劳
,
缺陷
林松
,
王俊锋
,
穆晗
,
刘胜利
,
刘哲军
,
陈亮
玻璃钢/复合材料
通过薄壁金属内衬的外压强度试验、不同缠绕张力NOL环以及复合材料气瓶的力学性能试验,采用声发射的检测方法研究缠绕张力对薄壁金属内衬复合材料气瓶的疲劳以及爆破性能的影响.结果表明,薄壁金属内衬的外压强度较小,缠绕张力对复合气瓶的疲劳以及爆破性能影响较大,采用声发射信号以及气瓶的性能试验研究可以指导制定最优化的缠绕张力制度.
关键词:
缠绕张力
,
复合材料气瓶
,
声发射
,
金属内衬
徐延海
,
李永生
,
黄海波
玻璃钢/复合材料
doi:10.3969/j.issn.1003-0999.2010.02.014
以某全复合材料车用天然气气瓶为研究对象,针对气瓶充气过程中几种常见的速率,研究了充气速率对含缺陷在役气瓶强度的影响.首先,在气瓶的几个典型部位设计了不同长度和深度的损伤来模拟在役气瓶的缺陷,并建立了数值模型.然后运用子模型法,在不同的充气速率下对各个损伤部位进行计算和分析.结果表明,随着充气速率的增加,气瓶的应变率增大,损伤附近的等效应力明显增大.分析结果为今后充气速率的选取提供了一定的依据,同时也为气瓶强度的检验提供了参考.
关键词:
复合材料气瓶
,
充气速率
,
强度
,
数值分析
张建宝
,
林松
,
王俊锋
,
孙宏杰
,
蒋文革
宇航材料工艺
通过对环氧树脂、NOL环力学性能、金属内衬表面性能、复合材料真空质损和复合材料气瓶性能等进行研究和分析,研制出一种用于卫星推进系统的复合材料气瓶.结果表明:该复合材料气瓶经150次疲劳试验后爆破压强为86 MPa,容器特征系数达57.7 km,且满足真空使用环境要求.
关键词:
纤维缠绕
,
复合材料气瓶
,
爆破压强
,
碳纤维
李清婉
,
邓贵德
,
凌祥
,
李伟
,
寿比南
玻璃钢/复合材料
受气瓶用无缝钢管壁厚偏差影响,环缠绕复合气瓶内胆实际壁厚可能存在0～+30％的变化.内胆实际壁厚变化会影响复合气瓶的自紧效果,从而影响复合气瓶的抗疲劳性能.采用有限元方法对壁厚不同的钢质内胆玻璃纤维环缠绕复合气瓶进行了应力分析.结果表明,随着内胆壁厚增大,相同自紧压力下内胆预压缩应力减小,工作过程中内胆平均应力增大,这会减弱气瓶的抗疲劳性能;但内胆疲劳交变应力幅减小,这对气瓶的抗疲劳性能又有增强作用.因此,分别基于Goodman和SWT平均应力修正方程,对计算所得的平均应力和疲劳交变应力幅进行了等效处理,两种方法所得等效交变应力幅均随内胆壁厚增大而减小.这表明二者的共同作用对环缠绕复合材料气瓶的抗疲劳性能有小幅度的提高,内胆实际壁厚的增大不会降低环缠绕复合气瓶的抗疲劳性能.
关键词:
复合材料气瓶
,
环向缠绕
,
疲劳性能
,
有限元分析
,
壁厚变化
