在既往設計鋁內膽整體纏繞氣瓶強度階段，通常不考慮內膽自體承載能力的問題，從理論層面上分析，增強纖維承載著氣瓶所有的內壓。但現實中，在作業壓力下氣瓶內膽從始至終處于拉應力狀態中，很可能短縮氣瓶疲勞壽命。為更好地滿足儲氫氣瓶自重輕、耐疲勞性優良的現實需求，在設計研發中一定要選擇形狀和規格適宜的內膽。

　　不論是從理論分析，還是生產實踐層面上，針對纖維纏繞鋁內膽氣瓶而言，常徑比＞2的圓柱體在性能方面更占據優勢。在研發制造階段，適度提高內膽壁面的厚度值，有益于拓展疲勞裂紋擴展距離，延長氣瓶的使用年限?？茖W配置氣瓶各層次所占比例，使內膽能更好地在密閉條件下提供更大容積，并盡量滿足氣瓶“自重輕”的主觀需求，通常會把內膽配置的比重調控在12~16%之間。

　　在設計內膽封頭時，不僅要求其有工藝可設計性的特征，還要符合瓶體結構要求。等應力、平面纏繞、橢球形封頭等均是常見的封頭形式。鋁內膽采用無焊縫銜接技術，有助于氫氣瓶的耐疲勞性，壓縮制造成本。使用碳纖維纏繞成型技術制造階段，等應力、橢球型封頭通常是內膽常用封頭形式，當確定內膽是橢球形時，纏繞成型工藝中可結合現實需求采用“3-1”或“5-2”線型纖維對封頭進行包裹處理，確保所選用尺寸的適宜性，這樣纖維方能更均勻的覆蓋在內膽封頭表層。

　　內膽自緊

　　儲氫氣瓶長時間處于屢次充氣放氣條件下作業，出現疲勞損傷的概率較高，故而研制階段對其耐疲勞性提出較高要求。疲勞試驗階段，因碳纖維層在比強度、比模量兩大指標上明顯優于鋁內膽，于等同的應變下，即便鋁內膽己屈服，但碳纖維依然處于低應力狀態，埋沒了其優良的高強度性能。每次對氣瓶進行卸壓后，結構內依然滯留著部分殘余應力，這些殘余應力持續累積會對氣瓶作業應力、使用壽命形成負面影響。

　　鑒于以上情況，可以將一個預應力施加在氣瓶應用前，形成自緊。通過為儲氣瓶提供一個高于鋁內膽屈服應力且低于纖維纏繞層破壞應力的內壓，誘導內襯形成一定的塑性形變，而后再整體卸載，在這樣的工況下內襯的塑性形變不會完全消退，外層纖維纏繞層喪失了局部彈性應力，其余部分會對內襯形成外壓作用，使內襯各處均承受著外壓，抵達設計的屈服強度，形成較強的自緊效應。在纏繞成型工藝內，要求纖維張力需表現出逐步遞減的態勢，借此方式能使各束纖維更均勻的承受張力更加均勻，實現纖維強度利用效率的大化。伴隨內膽壓應力提升過程，氣瓶耐疲勞性也會做出相應改善。但若自緊壓力過大時，內膽自身會在微觀上形成質量缺陷且范圍有不斷拓展趨勢，后損傷氣瓶結構。

　　纏繞成型工藝

　　從宏觀上，我們可以將碳纖維纏繞成型工藝細化為濕法、干法纏繞，相比較之下前一種方法應用階段資金投入更好、工藝性優良，故而有更廣泛應用。法纏繞工藝常用的設備類型有纖維架、浸膠槽、吐絲嘴以及張力控制設備等。

　　當下，國際范疇中采用的高端六維纏繞技術在調控纖維走向方面表現出良好效能，能夠促進環向、旋向及平面纏繞三者有機整合過程。在現實生產領域，旋向與環向纏繞相整合的形式應用較多見，其中前者在提供縱向應力、增強氣瓶綜合性能方面表現出療效效能，后者纏繞工藝的作用主要是解除氫氣瓶承受內壓時而形成的環向應力，當下受多方面的制約我國尚不能規?；圃斐龃笮屠p繞設備，但不可否認的事實是纏繞成型工藝在研究方面依然取得一定理想的技術成果。

　　材料與結構性能的完善研究

　　復合材料自身性能、纏繞結構影響著纏繞氣瓶的性能與功能，當材料所屬類型、纏繞結構及混雜形式下氣瓶性能存在較大差異，故而對以上方面做出改進、完善是提升氫氣瓶研制工作質效的有效方法。

　　樹脂類型、纖維類型和纏繞角度均影響著氣瓶的力學性能，既往有學者在研究中發現，采用差異化的環氧樹脂體系時對氣瓶的結構性能不會形成顯著影響，主要是由于這些體系之間有較高的相似度；環向牽拉強度及彈性模量是影響試樣角度的主要因素，和±45°、±25°與0°相比較，90°與±65°的標本值顯著提升；當纏繞角＞60°時，碳纖維結構性能顯著優于玻璃纖維。纖維混雜時，混雜疊層次序也影響著氣瓶產品的性能。

　　有人采用ANSYS仿真軟件構建了碳/玻璃混雜纖維纏繞氣瓶的分析模型，通過擬化自緊、零壓、作業與爆破四種工況，獲得了適宜的混雜纖維的當量厚度比。若從降低制造成本的視角出發，優混雜比應盡量取低值；若為提高爆破壓強，則優混雜比取值應適度提高。

　　為進一步促進高性能復合材料在交通領域輕量化新技術、新應用的發展，全面貫徹落實十四五規劃，推動復合材料產業鏈優化升級，學習交流國內外交通領域復合材料及制品的先進技術、前沿工藝與市場趨勢，復材網攜手杭州卡淶復合材料科技有限公司定于2021 年 6 月 7-9日在浙江?杭州召開“第十一屆高性能復合材料新技術新應用國際高峰論壇暨高新裝備展”邀請國內外的復合材料、制品及汽車、軌道交通、航空航天、海洋船舶等終端應用專家學者深度探討交流，重點學習交流國際復合材料新技術、新應用的國內發展現狀與市場發展趨勢。

　　本次論壇主題是"高性能復合材料新技術新應用"。論壇將嚴格落實環保法規及衛生防疫要求，加強與國外先進技術的交流互動,特邀請國內外專家作應用技術與市場分析報告，坦言問題與挑戰，講技術，談應用，析市場，構建一個“材料—制品—裝備—零部件—終端市場”無縫對接的全產業鏈優化平臺，有利于企業頂層設計及調整規劃，在市場競爭中占據優勢。

　　論壇期間還將在會場外舉辦復合材料高新裝備展，設備企業參與到全產業鏈優化平臺交流對接中，了解客戶新需求，調整產品設計規劃，從而共同推動復合材料新技術、新應用發展。

　　同時，論壇還將安排參觀杭州卡淶復合材料科技有限公司，企業主要面向汽車零部件系統、儲能系統（電池箱、碳纖維高壓氣瓶）、軌道交通、大型無人機和石油裝備等市場，通過運用源于德國的高性能復合材料規?；O計和工藝制造技術、碳纖維回收再利用技術以及國內的汽車復合材料部件規?；慨a經驗，針對客戶的不同需求，提供高效、低成本、定制化的輕量化解決方案，包括材料結構設計、小批量制造和量產，引領復合材料應用進入 4.0 時代（工業化、自動化、規?；⒚裼没?。

　　主辦單位

　　復合材料信息網

　　杭州卡淶復合材料科技有限公司

　　協辦單位

　　浙江省杭州市余杭區錢江經濟開發區

　　參觀工廠杭州卡淶復合材料科技有限公司展示

 

　　報告嘉賓

 

　　Prof. Dr. Klaus Drechsler

　　德國工程院院士

　　德國薩克森科學院院士

　　德國碳纖維復合材料聯盟主席

　　慕尼黑工大碳纖維復合材料研究所所長

　　Fraunhofer IGCV輕量化工程研究所所長

　　杭州卡淶復合材料科技有限公司 席技術顧問

　　報告題目

　　復合材料技術在大規模量產應用領域的現狀和未來發展趨勢

　　報告大綱

　　- 近三年的復合材料量產應用的典型案例

　　- 未來復合材料的技術發展趨勢和機會

 

　　Mr.Georg Kaesmeier

　　Managing Partner, Forward Engineering GmbH

　　德國Forward Engineering合伙人，德國Forward Engineering GmbH（以下簡稱“FE”）是歐洲知名的輕量化設計公司，前身為碳纖維輕量化汽車設計公司Roding Automobile，總部位于德國巴伐利亞州慕尼黑，在韓國、日本及美國均設有代表處，日本三井集團（MITSUI）是其第二大股東。FE主要從事汽車碳纖維復合材料輕量化零部件的工程設計開發工作，曾參與寶馬i3，i8及新7系等車型復合材料車身零部件的設計。FE在市場上同蔚來汽車、長安汽車、北汽新能源、觀致等汽車廠有豐富的合作案例，在其他亞洲市場，與尼桑、豐田、現代等公司有深度合作。此外，FE與知名的輕量化材料供應商Evonik（贏創）建有合資公司，主要從事碳纖維輕量化材料的營銷。

　　報告題目

　　Design for Sustainability – how to win with composites

　　面對可持續發展的工程設計——如何利用復合材料取勝

　　報告大綱

　　Sustainability trends in Automotive

　　Key challenges of composite materials in the market

　　Design strategies for sustainable products

　　How to use Life-Cycle-Analysis in your product design process

　　Thermoset materials vs. Thermoplastic materials

　　State of the art recycling technologies for composites

　　Future Outlook how to win business with composites

　　汽車行業的可持續發展趨勢

　　市場上復合材料應用的主要挑戰

　　可持續產品的設計策略

　　在產品設計過程中，如何應用生命周期分析

　　熱固性材料VS.熱塑性材料

　　新的復合材料回收技術介紹

　　展望 - 如何用復合材料贏得業務

 

　　Mr Gianfranco Lanini

　　LEonARDO S.p.A.(意大利萊昂納多股份有限公司）航空結構事業部副總裁，萊昂納多上?？偛靠偨浝?，商飛CR929項目大區負責人。

　　LEonARDO S.p.A總部在意大利羅馬，1913年成立，180多個機構遍布20余個，其中制造廠有83個, 公司有7個業務部門分別是直升機、飛機、航空結構、機載與空間系統、陸海防御電子、防御系統、安全與信息系統事業部，是十大軍工集團之一，歐洲第二大航空航天企業，意大利大的工程及航空航天集團。

　　報告題目

　　復合材料在商用航空領域的應用

　　報告大綱

　　-復合材料在商用航空中應用簡史，從操控面板到完整的復合材料結構應用

　　-商用航空采用復合材料的優勢（重量，維護，使用壽命）

　　-未來挑戰--未來復合材料航空結構的要求（可回收性、生產系統靈活性、縮短投入市場的時間）

 

　　魏斌博士

　　現任杭州卡淶復合材料科技有限公司CTO兼工程研究院院長，曾出任慕尼黑工業大學輕量化工程研究所副研究員、奧迪汽車集團（德國總部）研發工程師、蔚來汽車德國中心輕量化工程高級經理、吉利汽車德國研發中心輕量化集成總監。同時，魏斌博士兼任復合材料學會車輛工程專業委員會副主任委員。

　　報告題目

　　車身碳纖維部件：從方案、研發到量產

　　報告大綱

　　碳纖維在車身結構的量產化應用需要解決用在哪、生產效率、質量穩定以及用得起這幾個核心問題。結合已有的量產項目經驗，報告系統的介紹方案論證、方案研發和驗證、材料測試以及CAE校正、樣品試制和測試、以及裝配方案等多方面內容。

 

　　宋光輝

　　浙江吉利新能源商用車集團有限公司客車事業部副總經理、高級工程師

　　報告題目

　　新能源電動客車車身的復合材料應用

　　報告大綱

　　目前市場上，巴士和客車的車身主要采用傳統的鋼制車身，自重較大，油耗較高，運營成本偏高。作為運營車輛，整車生命周期成本包括購置、日常運營、維修保養以及報廢周期是運營方高度關心的產品指標，這也對生產方在制造投入成本，產品的生產效率、質量以及物流成本方面提出了新的要求?；诟鞣叫枨篁寗樱K化、輕量化、分布式組裝的客車車身方案被工業界提上了議程。報告主要闡述吉利商用車和杭州卡淶復合材料科技有限公司攜手開發的產品和技術方案。

 

　　韓非博士

　　現就職于寶鋼股份研究院并任高級主任研究員。專注于汽車先進高強鋼成形理論與應用技術。負責寶鋼研究院汽車板EVI技術解決方案團隊及用戶技術支持工作，負責寶鋼車身用材及輕量化技術、超高強鋼成形與應用解決方案研發與應用研發，推進與用戶新材料、輕量化技術應用與實踐合作

　　報告題目

　　碳中和下的輕量化挑戰與寶鋼新能源汽車用材解決方案

　　報告大綱

　　新能源車行業迅猛發展，面對碳中和目標，對輕量化、材料發展提出了新的挑戰與需求。報告介紹了在此背景下，對新能源汽車輕量化、低碳發展的理解，對新能源汽車用材的解決方案，并對未來包括鋼、鋁、復合材料等材料發展給出了展望。

　　（更多精彩報告與重量級嘉賓，正在公布中）

　　日程安排

　　6月7日（星期一）

　　13：00-20：00

　　論壇報到

　　6月8日（星期二）

　　09：00-12：00

　　論壇報告

　　6月8日（星期二）

　　14:00-18:00

　　論壇報告

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　　6月8日（星期二）

　　19：00-21：00

　　歡迎晚宴，互動交流

　　6月9日（星期三）

　　08：30-15：00

　　工廠現場實操，生產中遇到的問題展開探討解答、樣品展示。

　　時間/地點

　　時間：2021年6月7日-9日

　　地點：浙江杭州

　　相關事項

　　1.會務費標準

　　復材網會員：3000元/人，非會員3800/人

　　包含會議門票、會議資料、餐飲、住宿統一安排，費用自理。

　　2.會務費請按要求提前匯入指定賬戶，會務組統一開具發票，開票資料請發郵箱 ：frp@cnfrp.com