纖維纏繞復合材料氣瓶介紹

  纖維纏繞復合材料氣瓶一般由金屬內襯、纖維、樹脂等組成。復合氣瓶內襯內壁直接與介質接觸,它的主要作用是氣密、防腐、耐溫和耐壓;因此要求內襯材料具有良好的氣密性、耐腐蝕性、耐溫和高強度、高韌性等特點。纖維纏繞增強復合材料層的主要作用是保證氣瓶在受力的情況下,具有足夠的強度、剛度和穩定性。復合材料纏繞層承擔絕大部分(75%~95%)的壓力載荷,其中纖維是主要的承載體,樹脂對纖維起粘結作用,并在纖維之間起著分布和傳遞載荷的作用;因此,選擇高強度、高彈性的增強纖維和性能良好的樹脂是提高結構承載能力的重要措施. 通常采用高強玻璃纖維環氧樹脂或碳纖維環氧樹脂和凱夫拉(Kevlar)纖維環氧樹脂等高性能復合材料。
      
  復合材料氣瓶一般采用2種分類方法:一是按內膽材料和增強材料分類:按內膽材料可分為金屬內膽纏繞氣瓶和塑料內膽纏繞氣瓶。二是按增強材料分為高強玻璃纖維纏繞氣瓶、碳纖維纏繞氣瓶、芳綸纖維纏繞氣瓶等。
  目前在碳纖維纏繞氣瓶中得到了廣泛的應用。
  纖維纏繞復合材料氣瓶具有以下優點:1)氣瓶重量輕、剛性好、強度高;2)金屬材料的疲勞破壞通常是沒有明顯預兆的突發性破壞,而復合材料中的增強物與基體的結合既能有效地傳遞載荷,又能阻止裂紋的擴展,提高了氣瓶的斷裂韌性;3)復合材料中的大量增強纖維使得材料過載而少數纖維斷裂時,載荷會迅速重新分配到未破壞的纖維上,使整個氣瓶在短期內不至于失去承載能力;4)復合材料氣瓶在受到撞擊或高速沖擊發生破壞時不會產生具有危險性的碎片,從而減少或避免了對人員的傷害;5)無需特殊處理就能滿足耐腐蝕的要求.。
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