纤维缠绕复合材料储氢气瓶的制备(37页)
纤维缠绕复合材料成型原理及工艺
纤维缠绕复合材料成型原理及工艺
纤维绕制复合材料的成型是指将纤维材料按一定方向和规律绕制在模具或者模板上，并通过一定方法将纤维与基体材料结合在一起，形成复合材料制品的过程。
纤维绕制复合材料的工艺包括以下几个步骤：
1. 纤维绕制：根据设计要求，将纤维按一定方向和规律绕制在模具或模板上。
常见的绕制方法有手工绕制、机械绕制和自动化绕制等。
2. 纤维堆积：绕制好的纤维在模具或模板上堆积起来，形成预定的厚度和形状。
可以通过手工堆积、机械压制或真空吸附等方法实现。
3. 树脂浸渗：将树脂或者粘合剂涂覆在纤维堆积体上。
树脂会浸渗到纤维之间，填充空隙，并与纤维形成结合。
4. 固化：经过树脂浸渗后，通过热固化、化学固化或者紫外线固化等方法，使树脂固化成硬的基体，形成复合材料的成型件。
5. 剥离：将成型件从模具或模板上剥离下来，获取最终的产品。
纤维绕制复合材料的成型原理是通过纤维材料的力学性能来提高材料的强度和刚度，并在弯曲、扭转或拉伸等不同方向上形成不同的力学性能。
通过纤维的绕制方式和树脂的固化方式，可以控制纤维的方向和分布，从而实现对复合材料力学性能的
调控和优化。
纤维绕制复合材料的工艺具有成本低、成型灵活性高、制品尺寸稳定性好等优点，因此在航空航天、汽车、船舶、建筑等领域有着广泛的应用潜力。
6.8 L玄武岩纤维全缠绕复合材料气瓶的研制及试验研究
6.8 L玄武岩纤维全缠绕复合材料气瓶的研制及试验研究郝延平;刘扬涛【摘要】Basalt fiber instead of carbon fiber was used to produce 6. 8 L fiber fully wrapped cylinders. The composite lay-ers of the cylinder were determined and the pressure cycle test and burst test were studied in this research. The results show that the burst pressure is 98 MPa, and there is no leap on the cylinder after 0~30 MPa pressure cycle test. The results also show that basalt fiber can be used for manufacturing cylinders.%选用玄武岩纤维为增强材料,针对市场上常规的6.8 L呼吸气瓶,进行了气瓶的纤维缠绕层计算和样品制备,并对气瓶进行了爆破及疲劳实验。
结果表明：本研究所研制6.8 L玄武岩纤维气瓶爆破压力为98 MPa,0~30 MPa压力循环试验10000次气瓶未泄漏,满足设计要求,证明了玄武岩纤维应用于压力容器领域的可行性。
【期刊名称】《低温与特气》【年(卷),期】2016(034)003【总页数】3页(P47-49)【关键词】玄武岩纤维;气瓶;爆破压力;疲劳试验【作者】郝延平;刘扬涛【作者单位】沈阳特种设备检测研究院，沈阳110035;沈阳中复科金压力容器有限公司，沈阳110141【正文语种】中文【中图分类】TQ051.3·气瓶检验·玄武岩纤维[1-3]，是玄武岩石料在1450～1500℃熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维，强度与日本东丽T300级碳纤维相差无几，纯天然玄武岩纤维的颜色一般为褐色，有些似金色。
复合材料车载储氢瓶基础知识
复合材料车载储氢瓶基础知识展开全文高压气态储氢是储氢技术的一种，该技术将氢气直接压缩，以高密度气态形式储存，具有成本较低、充放氢速度快等特点，是发展最成熟的储氢技术。
目前储氢瓶可分为以下四种：全金属气瓶(Ⅰ型)、金属内胆纤维环向缠绕气瓶(Ⅱ型)、金属内胆纤维全缠绕气瓶(Ⅲ型)、非金属内胆纤维全缠绕气瓶(Ⅳ型)。
Ⅰ型和Ⅱ型气瓶重容比较大，难以满足单位质量储氢密度要求，用于车载供氢系统并不理想。
国内车载储氢瓶多为Ⅲ型，Ⅳ型仍处于研发阶段，而国外车载储氢瓶多为Ⅳ型。
除此之外，国外已经在研发Ⅴ型储氢瓶，即无内胆纤维缠绕，这方面在国内仍属空白领域。
复合材料储氢气瓶由内至外包括内衬材料、过渡层、纤维缠绕层、外保护层、缓冲层。
丰田也在开发应用新的高压复合储氢罐，一方面储氢材料自身可存储氢气，从而实现了固态储氢; 另一方面由于储氢粉体材料的堆垛密度有限，高压储氢罐内粉体材料的空隙也参与储氢，从而实现气-固混合储氢。
这种储罐更加具有经济性、安全性，但质量储氢密度与高压储氢罐相比依然偏低，还需要进一步研发改进。
关键技术内胆设计技术在传统的铝内胆全缠绕气瓶强度设计中，一般不考虑内胆承载，理论上气瓶的内压完全由增强纤维承担。
但事实上，气瓶内胆在工作压力下始终处于拉应力状态，这是制约气瓶疲劳寿命的关键因素。
为同时满足储氢气瓶重量轻、耐疲劳性好的要求，选择合适的内胆形状与尺寸意义重大。
内胆自紧技术储氢气瓶长期于反复充气放气条件下工作，气瓶每次卸压后，结构中仍有残余应力，这些残余应力的不断累积会对工作应力有很大影响，特别是对气瓶的使用寿命会有较大负面影响。
为了降低或消除这种影响，可以在气瓶使用前为其施加一个预应力，产生自紧。
缠绕成型工艺碳纤维缠绕成型工艺可分为湿法缠绕和干法缠绕，其中湿法缠绕由于其成本较低、工艺性好，因此应用较为广泛。
纤维缠绕层的设计需要考虑纤维的各向异性，根据其结构要求，通常采用层板理论和网格理论来计算容器封头、内衬、纤维缠绕层的应力分布情况，进而确定缠绕工艺中张力选择与线型分布。
复合材料气瓶 自紧
复合材料气瓶自紧
复合材料气瓶是一种利用复合材料作为主要材料制成的气体储
存容器。
复合材料通常由纤维增强材料和树脂基体组成，具有高强度、轻质、耐腐蚀等优点，因此被广泛应用于气瓶制造领域。
首先，复合材料气瓶的自紧性是指气瓶在内部压力作用下能够
自行紧缩，保持良好的密封性能。
这种特性可以确保气瓶在储存和
运输过程中不会发生泄漏，从而保障气体的安全储存和使用。
其次，复合材料气瓶的自紧性与其结构设计和材料特性密切相关。
通常，气瓶的设计会考虑到内部气体压力对容器壁的作用，通
过合理的结构设计和材料选择来实现自紧效果。
例如，采用合适的
纤维布层叠加方向和树脂基体的固化工艺，可以使气瓶在内部压力
作用下产生自紧效果，确保气密性。
此外，复合材料气瓶的自紧性也受到制造工艺和质量控制的影响。
制造过程中需要严格控制纤维层压、树脂固化等工艺参数，确
保气瓶的结构完整性和材料性能，从而保证其具有良好的自紧性能。
总的来说，复合材料气瓶的自紧性是通过合理的设计、优质的
材料和严格的制造工艺来实现的，这有助于确保气瓶在使用过程中能够稳定可靠地储存和释放气体。
同时，相关标准和规范也对复合材料气瓶的自紧性提出了严格要求，以确保其安全可靠地应用于各个领域。