碳纖維／環氧樹脂在橡膠內襯表面的全纏繞工藝設計

       根據橡膠內襯碳纖維全纏繞壓力氣瓶的技術指標，依據網格理論對纏繞層和纏繞張力進行詳細的理論設計計算，確定纏繞參數和工藝。選用的環氧樹脂體系力學性能優異，其黏度滿足纏繞成型工藝要求，同時復合材料NOL環的斷面形貌表明該樹脂體系與T800碳纖維界面結合良好。對纏繞成型的壓力氣瓶進行試驗，檢測表明，水壓爆破試驗和疲勞試驗結果均滿足復合材料氣瓶的設計要求。

       纖維纏繞內壓容器能夠充分發揮纖維的強度和剛度，是復合材料實際應用的一個重要方面。近二十年來國內在纖維纏繞復合材料壓力氣瓶的研制方面取得了長足進步，纖維纏繞壓力容器逐漸取代了全金屬壓力容器，在相同容積、承受相同內壓情況下，復合材料高壓氣瓶的重量大約是鋼瓶的50 - 60%。復合材料氣瓶的成型工藝采用纖維纏繞法，此方法比金屬氣瓶成型工藝簡單。且可設計性強，對于筒形容器很容易實現等強度，對于橡膠內襯復合材料氣瓶還可省去固化后的脫模。

       林再文等研制了鋁內襯芳綸纖維纏繞的高壓氣瓶，但僅介紹了氣瓶設計過程中的幾個關鍵技術點。任鵬剛等對鋼內襯玻璃纖維纏繞的天然氣瓶進行了簡單的工藝設計。王曉潔等簡要介紹了碳纖維復合材料在耐壓容器方面的研究進展。王明寅等，對復合材料高壓氮氣氣瓶進行了結構設計，但未涉及計算過程。2003年美國專利著重介紹了在熱固性塑料內襯表面纏繞纖維復合材料高壓氣瓶的工藝步驟，但沒有纏繞工藝參數的計算過程。

       本文根據橡膠內襯碳纖維全纏繞壓力氣瓶的技術特性要求，依據網格理論對纏繞層和纏繞張力進行了詳細的設計計算，探討了環氧樹脂固化體系的選擇，選用日本東麗公司生產的T800碳纖維，并利用專有纏繞技術用碳纖維材料對橡膠內襯壓力氣瓶進行纏繞，制造出了復合壓力容器。

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