成果信息

该复合气瓶是一种新型的以金属材料为内衬，使用特种纤维缠绕的大尺寸高压气瓶。结构分析与优化设计：基于复合材料所特有的性质，研究缠绕层材料的粘弹性本构关系；在考虑固化度、化学反应热、缠绕压力、固化曲线和粘度等因素前提下，考察缠绕和固化过程中树脂的流动模型；研究缠绕张力对内胆约束塑性变形的影响；考虑材料、工艺和结构的一体化结构分析与优化的设计方法。缠绕成型工艺研究：在结构分析与优化的基础上，根据理论分析的结果，对于筒身直段与封头端均确定最佳缠绕工艺和型面结构设计型式。在满足强度和刚度的条件下，要达到重量最轻、安全可靠性最高这一目的。结构健康状况的智能监测：通过使用先进的智能监控手段，对其工艺全过程的全结构应力场及温度场进行实时监控。其主要技术指标及水平： 1、研究出符合国情的高压气瓶的结构分析和方案优化方法。 2、建立特种复合材料高压气瓶的设计标准。 3、开发、建立一整套质量考核、验证和评价特种复合材料高压气瓶的试验装置。 4、制造出体积为20升、质量小于6Kg、工作压力为40Mpa、爆破压力为70 Mpa的特种复合材料高压气瓶。 )

背景介绍

随着气瓶生产制造技术的发展，以及用户对气瓶减重的要求，复合材料气瓶取代钢质气瓶已成为发展趋势，其具有体积小、重量轻等特点。但超高压复合材料气瓶的研制在国内刚刚起步。目前现有全缠绕复合材料高压气瓶主要由无缝铝合金内胆和有缝钢制内胆组成，多使用在高压和低压领域，无法在超高压下使用，并且也不具备无缝钢制内胆气瓶的生产制造能力。本项目针对上述现有技术中存在的问题，提供了一种全缠绕无缝内胆复合材料高压气瓶，解决了现有技术中全缠绕复合材料高压气瓶无法在超高压下使用的问题。)

应用前景

本项目的完成将使我国高压气瓶的研制由全金属压力容器向以金属为内衬的特种复合材料缠绕结构的高压气瓶迈进，从而在重量得到减轻的同时保证高压气瓶的安全可靠性，这一点无疑是具有重大经济效益。且成果主要应用于化工、机械、原子能、轻工、造船、冶金和海洋开发等领域，产业化前景非常光明具有极其重大的社会效益。)