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高性能碳纤维复合材料耐压容器研究进展 被引量:22
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作者 王晓洁 张炜 +1 位作者 刘炳禹 韩建平 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2003年第4期20-23,共4页
结合陕西非金属材料工艺研究所在碳纤维复合材料的基础研究、封头补强及压力容器成型技术等方面所作的大量工作 ,简要介绍了近年来国内外碳纤维及碳纤维复合材料在耐压容器方面的研究进展。
关键词 高性能碳纤维复合材料 耐压容器 压力容器 潜水装置 缠绕成型
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纤维缠绕复合材料压力容器封头厚度预测 被引量:25
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作者 矫维成 王荣国 +1 位作者 刘文博 杨帆 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期116-121,共6页
本研究的目的是建立一种用来预测纤维缠绕复合材料压力容器封头厚度的方法。针对固化成型的复合材料压力容器封头型面,基于封头段所有缠绕纱带总体积保持不变条件,提出了一种采用三次样条函数来预测复合材料压力容器封头厚度的方法。采... 本研究的目的是建立一种用来预测纤维缠绕复合材料压力容器封头厚度的方法。针对固化成型的复合材料压力容器封头型面,基于封头段所有缠绕纱带总体积保持不变条件,提出了一种采用三次样条函数来预测复合材料压力容器封头厚度的方法。采用该方法对具有不同几何尺寸、不同缠绕工艺参数的复合材料压力容器进行了封头厚度预测,并与传统预测方法及实际厚度测量值作了对比分析。算例结果表明,该方法能够比传统方法更准确地预测纤维缠绕复合材料压力容器的封头厚度,从而为有限元建模分析提供精确的厚度参数。 展开更多
关键词 复合材料压力容器 纤维缠绕 封头厚度 预测方法
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纤维缠绕复合材料压力容器渐进损伤分析 被引量:22
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作者 王晓宏 张博明 +1 位作者 刘长喜 杜善义 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期446-452,共7页
利用大型有限元软件ANSYS的参数化设计语言(APDL)建立了纤维缠绕复合材料压力容器的有限元模型,该模型真实地反应了复合材料压力容器封头处纤维缠绕层的厚度以及纤维缠绕角度沿子午线不断变化的情况,即充分体现该压力容器结构的真实性... 利用大型有限元软件ANSYS的参数化设计语言(APDL)建立了纤维缠绕复合材料压力容器的有限元模型,该模型真实地反应了复合材料压力容器封头处纤维缠绕层的厚度以及纤维缠绕角度沿子午线不断变化的情况,即充分体现该压力容器结构的真实性。针对建立的有限元模型,对复合材料压力容器在一定内压下的应变进行了分析,将分析的结果与试验结果比较,验证该模型的准确性。在此基础上进行了复合材料压力容器的渐进损伤分析,获得了复合材料压力容器在外载荷逐渐增加的情况下,复合材料缠绕层逐层失效破坏的详细信息,为复合材料压力容器的设计提供一定的依据。 展开更多
关键词 复合材料压力容器 有限元建模 参数化设计语言APDL 渐进损伤
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复合材料高压气瓶的碳纤维缠绕设计和ANSYS分析技术 被引量:19
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作者 李玉峰 靳庆臣 刘志栋 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期968-976,共9页
为了获得复合材料气瓶合理的有限元分析模型,并能够有效地掌握气瓶固有的变化规律,以不锈钢316L为内衬、碳纤维(T1000GB)/环氧树脂(BA202)为复合层的高压气瓶作为研究对象,介绍了一种采用螺旋缠绕与环向缠绕组合线型的缠绕设计方法。利... 为了获得复合材料气瓶合理的有限元分析模型,并能够有效地掌握气瓶固有的变化规律,以不锈钢316L为内衬、碳纤维(T1000GB)/环氧树脂(BA202)为复合层的高压气瓶作为研究对象,介绍了一种采用螺旋缠绕与环向缠绕组合线型的缠绕设计方法。利用该方法确定复合层厚度、缠绕角、缠绕层数等参数,运用ANSYS程序,采用薄壁壳单元shell91建立了复合层多层结构模型,得出了气瓶应力、应变分布规律,并给出了气瓶疲劳破坏点和起裂点处失效参数的变化历程,最后,将ANSYS计算结果与试验实测结果作了比对分析,为定量化研究复合材料气瓶提供准确的数据支持。研究结果表明:ANSYS数值仿真结果与试验结果吻合良好,采用壳单元shell91可以比较正确地模拟复合层的多层结构;柱形复合材料气瓶破坏薄弱点位于筒体(靠封头)部位,气瓶受环向膨胀力影响较大,易使其沿纵向撕裂;随瓶内压力升高,薄壁内衬发生完全塑性变形,复合层仅发生弹性变形。 展开更多
关键词 复合材料 高压气瓶 碳纤维缠绕气瓶 ANSYS有限元分析
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基于非测地线纤维缠绕压力容器线型设计与优化 被引量:17
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作者 祖磊 穆建桥 +1 位作者 王继辉 李书欣 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1125-1131,共7页
为较好地满足纤维轨迹路径的稳定与均布,与传统测地线缠绕模式不同,提出了非测地线纤维缠绕压力容器的纤维线型方程,给出了非测地线型模式和缠绕参数的最优化设计方法,分析了环形缠绕机芯模和丝嘴的相对缠绕速比,结合均匀布满条件对优... 为较好地满足纤维轨迹路径的稳定与均布,与传统测地线缠绕模式不同,提出了非测地线纤维缠绕压力容器的纤维线型方程,给出了非测地线型模式和缠绕参数的最优化设计方法,分析了环形缠绕机芯模和丝嘴的相对缠绕速比,结合均匀布满条件对优化线型进行了调整。将计算机仿真技术应用到环形容器的缠绕线型设计与验证中,研究了CAD系统各组成模块的功能及实现方法,对非测地线缠绕成型进行了计算机图形仿真与检验。结果表明:设计得到的非测地线满足缠绕工艺的基本要求;采用最优化的非测地线模式进行缠绕,可使非测地线缠绕角集中在筒形压力容器的最佳缠绕角55°附近,有效提高了压力容器的结构承载性能。 展开更多
关键词 复合材料 纤维缠绕 压力容器 非测地线 线型设计
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复合材料压力容器的性能分析 被引量:14
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作者 骆晓玲 刘亮亮 《机械设计与制造》 北大核心 2011年第5期220-222,共3页
压力容器是承压设备,应用广泛但存在很大危险性,压力容器材料选取是设计中的重要步骤,对容器后期的使用起着决定性作用,材料的机械强度和耐腐蚀性等都会影响压力容器的使用状况。工业技术的提高迫切要求压力容器能够在更苛刻的条件下具... 压力容器是承压设备,应用广泛但存在很大危险性,压力容器材料选取是设计中的重要步骤,对容器后期的使用起着决定性作用,材料的机械强度和耐腐蚀性等都会影响压力容器的使用状况。工业技术的提高迫切要求压力容器能够在更苛刻的条件下具有更优良的性能。简述了复合材料压力容器的特点、设计制造现状,提出了相关应力分布计算方法,叙述了引起复合材料压力容器失效的主观因素和客观因素,指出复合材料压力容器分析仍处于初步阶段,对复合材料压力容器的研究具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 复合材料 应力分析 失效分析 压力容器
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复合材料压力容器在航天领域的应用研究 被引量:14
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作者 冯雪 沈俊 +1 位作者 田桂 晏飞 《火箭推进》 CAS 2014年第4期35-42,共8页
综述了复合材料压力容器在航天领域的最新应用进展,列举了国外空间系统应用的几个典型实例,从金属内衬、纤维材料及树脂基体方面给出了比较重要的技术信息。论述了低温复合材料压力容器的研发与应用趋势,金属内衬和缠绕纤维在低温环境... 综述了复合材料压力容器在航天领域的最新应用进展,列举了国外空间系统应用的几个典型实例,从金属内衬、纤维材料及树脂基体方面给出了比较重要的技术信息。论述了低温复合材料压力容器的研发与应用趋势,金属内衬和缠绕纤维在低温环境下的性能表现优异及低温环境下树脂基体的选择。探讨了复合材料压力容器无损检测方法的研究现状及展望。未来复合材料压力容器无损检测技术将向着高效实时、精确定位、定量分析及由局部缺陷检测向整体缺陷检测的方向发展。 展开更多
关键词 复合材料压力容器 应用研究 树脂基体选择 无损检测
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轻质高压贮氢容器的现状及发展趋势 被引量:9
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作者 郑津洋 傅强 +1 位作者 开方明 陈长聘 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期576-581,共6页
该文介绍了国内外轻质高压贮氢容器的现状和发展趋势,着重介绍了复合纤维缠绕贮氢容器结构、设计方法和检测要求。该容器采用塑料或金属内衬作为阻隔层,由外部缠绕的纤维增强材料承受载荷,并在最外层设置复合材料保护层。与钢制容器相比... 该文介绍了国内外轻质高压贮氢容器的现状和发展趋势,着重介绍了复合纤维缠绕贮氢容器结构、设计方法和检测要求。该容器采用塑料或金属内衬作为阻隔层,由外部缠绕的纤维增强材料承受载荷,并在最外层设置复合材料保护层。与钢制容器相比,复合纤维缠绕容器具有轻质、耐高压、安全可靠的特点。 展开更多
关键词 贮氢容器 复合材料 高压容器
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T-1000碳纤维/环氧树脂基复合材料性能研究 被引量:12
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作者 王晓洁 梁国正 +2 位作者 李辅安 杜楠 程勇 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期540-543,共4页
用扫描电镜、红外光谱、X射线光电子能谱仪、NOL环及Φ150mm容器等手段,对T-1000碳纤维表面状态、元素组成和复合材料性能进行系统研究.结果表明,该纤维表面光滑,富有树脂涂层,具有高的活性碳基团,与HS19环氧基体匹配具有高的粘接强度,... 用扫描电镜、红外光谱、X射线光电子能谱仪、NOL环及Φ150mm容器等手段,对T-1000碳纤维表面状态、元素组成和复合材料性能进行系统研究.结果表明,该纤维表面光滑,富有树脂涂层,具有高的活性碳基团,与HS19环氧基体匹配具有高的粘接强度,Φ150mm容器环向纤维发挥强度达6174MPa,复合高压气瓶具有较高的容重比. 展开更多
关键词 碳纤维 复合材料 压力容器
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复合材料压力容器无损检测研究现状 被引量:11
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作者 赫晓东 赵俊青 +1 位作者 王荣国 刘文博 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期78-82,共5页
随着复合材料压力容器的研究及其在航空航天等领域的广泛应用,检测复合材料压力容器内部缺陷、损伤的无损检测技术也得到迅速的发展.总结了用于复合材料压力容器无损检测的超声波技术、声发射技术、声-超声技术、涡流检测技术、计算机... 随着复合材料压力容器的研究及其在航空航天等领域的广泛应用,检测复合材料压力容器内部缺陷、损伤的无损检测技术也得到迅速的发展.总结了用于复合材料压力容器无损检测的超声波技术、声发射技术、声-超声技术、涡流检测技术、计算机断层扫描技术、红外热波、数字散斑等主要无损检测方法,对上述方法的原理、特点、适用范围及其在复合材料压力容器无损检测中的检测特征作了简要评述;并对复合材料压力容器无损检测研究进行了展望. 展开更多
关键词 复合材料压力容器 无损检测方法 超声波 声发射 数字散斑
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纤维缠绕压力容器几何非线性分析 被引量:11
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作者 魏喜龙 孙银宝 +2 位作者 李垚 陈曰东 张小兵 《纤维复合材料》 CAS 2007年第1期24-25,36,共3页
本文使用有限元软件ANSYS对纤维缠绕压力容器进行了几何非线性分析,并对容器进行了强度以及失效研究。本文压力容器几何非线性分析的结果表明铺层方向是影响纤维缠绕壳体强度的最大因素。
关键词 复合材料结构 压力容器 有限元 几何非线性
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缠绕张力对薄壁金属内衬复合材料气瓶性能影响 被引量:11
12
作者 林松 王俊锋 +3 位作者 穆晗 刘胜利 刘哲军 陈亮 《玻璃钢/复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2015年第10期26-30,共5页
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... 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。 展开更多
关键词 缠绕张力 复合材料气瓶 声发射 金属内衬
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数字散斑相关方法及其在碳纤维复合材料压力容器变形测量中的应用 被引量:10
13
作者 孟利波 金观昌 +1 位作者 姚学锋 罗敏 《光学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期163-167,170,共6页
提出了一种新的基于图像灰度梯度迭代的数字散斑相关方法(DSCM,digital speckle correlation method)。通过使用DSCM测量碳纤维复合材料压力容器在水压下的局部区域的位移场和应变场,分析了复合材料压力容器的轴向和环向的变形特征,为... 提出了一种新的基于图像灰度梯度迭代的数字散斑相关方法(DSCM,digital speckle correlation method)。通过使用DSCM测量碳纤维复合材料压力容器在水压下的局部区域的位移场和应变场,分析了复合材料压力容器的轴向和环向的变形特征,为碳纤维复合材料压力容器的优化设计提供了理论和实验依据。 展开更多
关键词 数字散斑相关方法 复合材料压力容器 应变测量
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压力容器用复合板制设备的热处理选择 被引量:10
14
作者 张子松 马俐 《化工设备与管道》 CAS 2013年第5期12-17,共6页
通过对钛-钢,镍-钢,不锈钢-钢等压力容器用复合板制设备热处理的使用,说明选择复合板材料热处理参数应考虑的一些问题,防止处理不当导致设备的失效。
关键词 复合板材料 热处理 压力容器
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含超薄金属内衬轻量化复合材料压力容器的设计与制备 被引量:9
15
作者 矫维成 杨帆 +4 位作者 郝立峰 徐忠海 刘文博 王荣国 赫晓东 《科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第7期18-22,共5页
随着新能源汽车、火箭发动机系统、卫星等新技术和新装备的不断发展,对其携带液体燃料和高压气体的压力容器提出高气密、轻质量、长寿命的苛刻要求。对此,本文提出一种含超薄金属内衬轻量化复合材料压力容器的设计与制备技术。研究了缠... 随着新能源汽车、火箭发动机系统、卫星等新技术和新装备的不断发展,对其携带液体燃料和高压气体的压力容器提出高气密、轻质量、长寿命的苛刻要求。对此,本文提出一种含超薄金属内衬轻量化复合材料压力容器的设计与制备技术。研究了缠绕纤维与芯模表面间滑线系数的表征方法,提出了基于工艺可实现的精密缠绕理论;研制出0.8mm厚超薄铝合金内衬;建立了仿壁虎脚结构的界面层设计理论模型,制备出超薄金属内衬与复合材料层间的超强界面层;掌握了复合材料结构的损伤自修复方法,提高了复合材料压力容器的可重复使用次数,所研制的轻量化复合材料压力容器相比同容积、同压力的金属容器减重70%。 展开更多
关键词 复合材料压力容器 超薄金属内衬 滑线系数表征 界面设计 自修复
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室温固化湿法缠绕用环氧树脂体系研究 被引量:8
16
作者 刘明 《热固性树脂》 CSCD 北大核心 2017年第3期57-60,共4页
采用双酚A环氧树脂CYD-128,苯基缩水甘油醚690,环己二醇二缩水甘油醚180,自制聚氨酯预聚体增韧剂Z1和硅烷偶联剂KH550为A组分,改性脂环胺HD、改性聚醚胺2310和改性脂肪胺706为B组分制备了一种室温固化用于湿法缠绕的环氧树脂体系。测试... 采用双酚A环氧树脂CYD-128,苯基缩水甘油醚690,环己二醇二缩水甘油醚180,自制聚氨酯预聚体增韧剂Z1和硅烷偶联剂KH550为A组分,改性脂环胺HD、改性聚醚胺2310和改性脂肪胺706为B组分制备了一种室温固化用于湿法缠绕的环氧树脂体系。测试了体系的粘温特性,固化物玻璃化转变温度及其力学性能,制备了单向复合材料,并对复合材料容器进行了压力性能测试。结果表明,该环氧树脂体系具有适宜的粘度和足够的适用期,浇铸体力学性能优异,能够满足湿法缠绕工艺要求,容器性能达到中温固化环氧树脂体系的水平。 展开更多
关键词 室温固化 湿法缠绕 环氧树脂 复合材料 压力容器
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不等极孔纤维缠绕球形压力容器的结构设计与性能 被引量:7
17
作者 姜广祥 费春东 蒋喜志 《纤维复合材料》 CAS 2002年第2期23-26,共4页
本文概要介绍了不等极孔纤维缠绕球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。
关键词 不等极孔纤维 缠绕 球形压力容器 结构设计 性能
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金属内衬碳纤维复合材料压力容器壳体的有限元分析 被引量:7
18
作者 安文奇 路智敏 +1 位作者 赵飞 陈阳 《内蒙古工业大学学报(自然科学版)》 2017年第4期255-260,共6页
本文依据柔性配方的环氧树脂基(改性环氧树脂)碳纤维复合材料的实验数据,对固体火箭发动机壳体进行有限元分析。首先根据网格理论推导出螺旋向纤维在筒身段缠绕角及缠绕层数的表达式。然后根据推导出的公式计算出相应的参数,并依据计算... 本文依据柔性配方的环氧树脂基(改性环氧树脂)碳纤维复合材料的实验数据,对固体火箭发动机壳体进行有限元分析。首先根据网格理论推导出螺旋向纤维在筒身段缠绕角及缠绕层数的表达式。然后根据推导出的公式计算出相应的参数,并依据计算所得结果设置合理的铺层方案。最后利用ANSYS软件进行建模,并对模型进行有限元分析,从而得到复合材料压力容器随内压的增加,内衬层以及纤维缠绕层应力的变化趋势,并最终得到模型的爆破极限,进而证明了ANSYS软件在复合材料压力容器模拟方面具有实用性与可靠性。 展开更多
关键词 碳纤维复合材料 压力容器 有限元 ANSYS
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复合材料球形气瓶非测地线缠绕线型设计和强度分析 被引量:7
19
作者 刘萌 祖磊 +2 位作者 李书欣 汪洋 胡松 《玻璃钢/复合材料》 CSCD 北大核心 2018年第2期8-14,共7页
碳纤维复合材料球形气瓶因其较高的比强度、比刚度和抗疲劳性,被广泛应用于航空航天及民用工业领域。基于微分几何理论,推导出满足球形气瓶缠绕基本原理的落纱点轨迹方程,给出缠绕线型轨迹和缠绕角应该满足的稳定缠绕条件,并对缠绕轨迹... 碳纤维复合材料球形气瓶因其较高的比强度、比刚度和抗疲劳性,被广泛应用于航空航天及民用工业领域。基于微分几何理论,推导出满足球形气瓶缠绕基本原理的落纱点轨迹方程,给出缠绕线型轨迹和缠绕角应该满足的稳定缠绕条件,并对缠绕轨迹进行仿真。考虑球壳的变曲率特点,针对球形气瓶缠绕层进行变厚度、变角度的精细化有限元建模,对工作压力下的气瓶内衬和缠绕层各向应力分布进行数值模拟和分析,并预测了气瓶的爆破压强。结果表明,优化设计得到的缠绕线型参数既能满足缠绕工艺的基本要求,又有效提高了球形气瓶的结构力学性能。研究成果对复合材料球形压力容器的设计制造具有重要的意义。 展开更多
关键词 复合材料 纤维缠绕 压力容器 非测地线 爆破压强
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基于Neumann随机有限元法的复合材料压力容器的应力分析 被引量:6
20
作者 雷开贵 邓子辰 陈顺祥 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期363-367,共5页
利用 Neumann级数展开的 Monte- Carlo随机有限元法 ,分析了纤维缠绕壳体在内压及材料工程常数随机变化作用下的应力响应 ,绘出了最大应力响应分布曲线 。
关键词 压力容器 应力分析 纽曼级数 复合材料 随机有限元法 纤维缠绕壳体
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