郭兵兵
,
王连玉
,
周春华
,
周晓东
玻璃钢/复合材料
通过自制的热塑性缠绕成型设备制备了连续碳纤维增强PPS复合管材,并对其相关性能进行了考查.依据检测标准,对复合管材的ILSS(层间剪切强度)、结晶度、密度、吸水率、空隙率等性能进行了研究.结果表明,复合材料的空隙率在0.04％和0.05％时,其ILSS分别为33.25MPa和27.54MPa,空隙的存在导致管材的ILSS下降;在不同温度下对管材进行热处理,发现ILSS随着热处理温度的升高而增加.在不同测试环境温度下,ILSS随着环境温度的升高出现下降.在沸水中浸泡8h后,管材的吸水率仅为0.66％,说明管壁成型致密.通过表征分析,说明自制的热塑性缠绕成型设备可制备性能优良的热塑性复合管材.
关键词:
缠绕成型
,
聚苯硫醚
,
碳纤维
,
层间剪切强度
,
热处理
材料工程
复合材料环形压力容器以其特有的结构形状得到了日益广泛的应用.目前关于纤维缠绕环形容器的研究主要局限于测地线缠绕圆环截面容器.由于环形容器的结构效率取决于它的管截面形状,所以使用圆环截面的环形容器无法实现等强度结构.本文提出了分别使用圆环截面和等强度截面的环形压力容器设计方法,并对二者进行了比较.基于最小应变能准则,得到了缠绕层铺设角和环壳内力间的最优化关系.根据网格理论,考虑截面缠绕层的厚度变化,导出了圆环容器缠绕的最优线型.引入应力比,分析了环壳上纤维的应力分布.描述了等强度经线曲线的一般形状,分析了轴向截荷对等强度曲线形状的影响.计算结果表明当轴向载荷达到一定数值时,等强度曲线能够实现闭合形成环形容器.进一步计算和比较了两种截面形状的环形压力容器在不同相对弯曲半径下的结构质量.研究表明,使用等强度截面设计的环形容器比使用圆环截面的环形容器要轻的多.通过等强度截面设计,环形压力容器的结构性能得到了明显的提高.
关键词:
纤维缠绕
,
环形压力容器
,
优化准则
,
等强度环形体
,
等强度设计截面
刘建月
,
崔小朝
,
刘伟婧
,
张柱
,
郑亚东
玻璃钢/复合材料
设计了一种玻璃钢材料锚环的矿用锚索支护结构并设计了玻璃钢锚环的制作流程,应用湿法缠绕成型工艺进行了锚环的制作.对所制锚环进行了压载试验和张拉试验.研究表明无碱玻璃纤维缠绕成型的196#不饱和聚酯树脂基玻璃钢锚环具有质量轻、易成型、耐酸碱腐蚀性能好等优点.玻璃钢锚环的承压性能在500kN以上,张拉强度极限为464kN.
关键词:
玻璃钢
,
锚环
,
缠绕成型
,
支护结构
田振生
,
贾晓龙
,
柳柏杨
,
李武胜
,
刘常清
,
杨晓峰
,
杨小平
玻璃钢/复合材料
采用碳纤维缠绕成型技术制造的大型压缩天然气(CNG)气瓶,具有质量轻、强度高、疲劳强度好,耐腐蚀等特点,可以满足海洋油田天然气开发及天然气的陆上储运等领域的应用需求.本文综述了国际上大型碳纤维复合材料CNG气瓶的研制及应用现状,结合国内天然气开发及储运和国产碳纤维复合材料应用的现实,提出了研制大型CNG复合材料气瓶应突破的关键技术、标准规范以及成型装备等.
关键词:
碳纤维
,
复合材料
,
CNG
,
气瓶
,
缠绕
杨文刚
,
李文斌
,
林松
,
贾晓龙
,
温凤
,
张藕生
,
杨小平
玻璃钢/复合材料
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.
关键词:
氢能
,
气瓶
,
碳纤维
,
复合材料
,
缠绕成型
李彦虎
,
祖磊
,
高峰
,
张桂明
玻璃钢/复合材料
基于测地线建立了复合材料弯管的数学模型,在弯管段两端由圆柱段过渡连接,对其缠绕成型过程进行了研究,采用测地线进行弯管圆环段的缠绕,对于过渡连接的两段圆柱段采用非测地线进行缠绕,对复合材料弯管的纤维稳定缠绕条件进行推导,给出其缠绕线型方程和最小的稳定缠绕角.分析了不同的中心线曲率半径与弯管半径比对缠绕角的影响,并应用MATLAB编程对设计的理论线型进行验证性仿真,证明缠绕线型的可缠绕性以及满足纤维缠绕的基本要求.
关键词:
纤维缠绕
,
复合材料
,
弯管
,
测地线
,
非测地线
穆建桥
,
祖磊
,
王继辉
,
李书欣
,
周吉
,
汪准
玻璃钢/复合材料
作为典型非轴对称回转体构件,复合材料方管在缠绕过程中要求满足稳定缠绕和均匀布满两个工艺条件.基于解析几何,分析方管缠绕丝嘴与芯模的空间关系,推导丝嘴运动轨迹方程,提出基于不滑线理论的方管小角度测地线缠绕设计方法;建立方管测地线周期缠绕理论,分析从不同起始点缠绕的实际误差;设计方管缠绕线型,并应用于实际缠绕,得到其小角度缠绕的一般绕线方程.结果表明,本文提出的方管小角度测地线缠绕理论正确,线型设计方法可靠,得到的丝嘴运动方程合理、精确,能很好地满足复合材料方管缠绕的基本原理和工艺要求.
关键词:
复合材料
,
纤维缠绕
,
方管
,
小角度测地线
,
稳定缠绕
元世海
,
李彦虎
,
祖磊
,
张桂明
玻璃钢/复合材料
根据薄膜理论分析了气瓶封头的椭球比对气瓶强度和稳定性的影响,依据网格理论,结合气瓶容积、使用空间以及实际生产工艺等约束条件,确定了气瓶的内衬几何尺寸、纤维缠绕层的纤维厚度和缠绕角度.最后利用ANSYS中的参数化设计语言(APDL),分别对各种工况下的强度、稳定性进行了仿真模拟和数值计算分析.结果表明,设计的70L纤维缠绕车载CNG气瓶的强度、稳定性满足铝内衬全缠绕碳纤维增强复合材料气瓶的基本要求(DOT-CFFC).
关键词:
纤维缠绕
,
复合材料
,
强度
,
稳定性
吴德会
,
张忠远
复合材料学报
提出了一种纤维缠绕厚壁复合材料管的张力优化设计方法。介绍了纤维缠绕控制系统的工作原理,并讨论了缠绕厚壁复合材料管成型质量的影响因素。针对厚壁复合材料管纤维缠绕过程,利用弹性叠加原理建立了计算缠绕张力导致复合材料管残余内应力变化的模型和方法。分别比较了利用现有恒张力、恒力矩和锥度张力三种常规模式缠绕厚壁复合材料管的内应力分布特性。设计了一种独特的神经网络结构,并通过误差反向传播实现了对纤维缠绕张力的优化设计。以实验验证说明神经网络收敛优化过程的主要机制,结果表明,通过该神经网络优化的纤维缠绕张力能满足特殊内应力（如等应力）分布设计的需要。
关键词:
纤维缠绕
,
厚壁复合材料管
,
神经网络
,
内应力
,
缠绕张力
舒明杰
,
祖磊
,
王继辉
,
李书欣
,
吴维清
,
胡海晓
玻璃钢/复合材料
纤维缠绕压力容器加卸载后的残余变形趋势研究,对提高制品的尺寸稳定性及满足压力容器的合格性认证均有重要指导意义.分析了钛内衬材料性能参数对纤维缠绕压力容器轴向残余变形趋势的影响.针对等张力缠绕压力容器,采用变角度、变厚度的精细化建模方法,建立了碳纤维螺旋加环向缠绕压力容器的筒身和封头段模型.测试了钛内衬材料在不同屈服强度下的力学性能曲线,并利用有限元模型分析了不同材料性能参数所对应的压力容器加卸载后的轴向残余变形.结果表明,经过给定的加卸载过程后,纤维缠绕压力容器总体沿轴向缩短;并且,钛内衬材料屈服强度的改变对容器轴向残余变形量有着显著的影响.
关键词:
复合材料
,
纤维缠绕
,
压力容器
,
屈服强度
,
残余变形
