哈工大新特種復合材料高壓氣瓶制造技術

主要研究內容:

  該復合氣瓶是一種新型的以金屬材料為內襯特種纖維纏繞的大尺寸高壓氣瓶。特種復合材料高壓氣瓶的結構分析與優化設計:基于復合材料所特有的性質,建立更為合理的模型。研究纏繞層材料的粘彈性本構關系;在考慮固化度、化學反應熱、纏繞壓力、固化曲線和粘度等因素前提下,考察纏繞和固化過程中樹脂的流動模型;研究纏繞張力對內膽約束塑性變形的影響;考慮材料、工藝和結構的一體化結構分析與優化的設計方法。特種復合材料高壓氣瓶纏繞成型工藝研究:在結構分析與優化的基礎上,根據理論分析的結果,對于筒身直段與封頭端均確定佳纏繞工藝和型面結構設計型式。在滿足強度和剛度的條件下,要達到重量輕、安全可靠性高這一目的。特種復合材料高壓氣瓶的質量考核、檢驗和損傷評定:鑒于目前國際上對于超高壓特種復合材料氣瓶尚無確定的質量考核、檢驗和損傷評定標準,選擇適當的評價技術,確定科學的評價方法,對特種復合材料高壓氣瓶進行綜合評價。
  特種復合材料高壓氣瓶制造過程中結構健康狀況的智能監測:在高壓氣瓶的濕法纖維纏繞制備過程中,通過使用先進的智能監控手段,對其工藝全過程的全結構應力場及溫度場進行實時監控。
  預期達到的目標:
  通過理論分析和實驗論證相結合方法,建立特種復合材料高壓氣瓶結構分析模型,提出相應材料――結構――工藝一體化分析和優化設計方法,研究其制造成型技術,應用智能監控方法考察其全結構在全過程中的應力場與溫度場情況,并建立對特種復合材料高壓氣瓶進行綜合評價的一系列技術標準。此項研究成果將進一步發展我國特種復合材料高壓氣瓶設計標準,為建立合理的設計方案,并縮短產品開發的周期,降低開發成本提供理論和實驗依據及監測標準。
  主要技術指標和水平:?
  1、研究出符合本國現階段制造工藝的特種復合材料高壓氣瓶的結構分析和方案優化方法。
  2、建立特種復合材料高壓氣瓶的設計標準。
  3、開發一整套質量考核、驗證和評價特種復合材料高壓氣瓶的試驗裝置。
  4、建立一整套質量考核、驗證和評價特種復合材料高壓氣瓶的試驗標準。
  5、制造出體積為20升、質量小于6Kg、工作壓力為40Mpa、爆破壓力為70Mpa的特種復合材料高壓氣瓶。?
  本項目的完成將使我國高壓氣瓶的研制由全金屬壓力容器向以金屬為內襯的特種復合材料纏繞結構的高壓氣瓶邁進,從而在重量得到減輕的同時保證高壓氣瓶的安全可靠性,這一點無疑是具有重大的經濟效益。就民用工業來說,特種復合材料高壓氣瓶所帶來的高安全可靠性則顯得更為重要。這將大大促進民用復合材料氣瓶的應用和發展。例如可以使天然氣汽車的天然氣氣瓶體積更大、更安全。由于壓力容器是工業部門普遍采用的一種重要的機械設備,所以該產品的產業化前景非常光明,該產品的開發具有極其重大的社會效益。?
  應用領域:
  化工、機械、原子能、輕工、造船、冶金和海洋開發。合作意向:?技術轉讓、聯合開發。?
  負責人:史麗萍、赫曉東
         聯系部門:哈爾濱工業大學科技處
  郵編:150001
  電話:0451-86414904、86414460
  傳真:0451-86238476?
  E-mail:kjcgxb@hit.edu.cn