检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：张楠南京理工大学

学位级别：硕士

得益于碳纤维树脂基复合材料的优异材料性能,其在车载储氢压力容器中得到了充分的应用,但由于碳纤维的价格昂贵,开发新一代的储氢气瓶需要大量的实验,因此在研发的过程中需要考虑经济性问题,而准确快速的仿真模拟有助于解决这一问题.本... 详细信息

得益于碳纤维树脂基复合材料的优异材料性能,其在车载储氢压力容器中得到了充分的应用,但由于碳纤维的价格昂贵,开发新一代的储氢气瓶需要大量的实验,因此在研发的过程中需要考虑经济性问题,而准确快速的仿真模拟有助于解决这一问题.本文首先对渐进均质化方法进行了研究,并通过跨尺度分析方法和层合板单轴拉伸实验验证了均质化方法的有效性.然后根据技术指标,结合网格理论和复合材料压力容器设计准则确定了 70 MPa Ⅳ 型复合材料储氢气瓶的结构参数,并探讨了不同缠绕铺层顺序对应力状态的影响,而后将渐进均质化方法应用于气瓶的复合材料缠绕层,提出了一种部分均质化方法,研究了不同缠绕铺层顺序下均质化模型相较于原始模型的爆破压和疲劳寿命,为简化复合材料储氢气瓶的建模并提高仿真效率提供参考.主要研究内容为:　　(1)分别建立了微观、介观、宏观模型,基于渐进均质化方法求解出复合材料的等效模量,将等效模量作为宏观尺度上层合板有限元分析的输入参数,纤维和基体分别采用Hashin破坏准则和Puck破坏准则进行渐进损伤分析,并通过层合板纵向单轴拉伸实验和横向单轴拉伸实验中的应力-应变响应验证了等效模量的正确性,纵向拉伸与横向拉伸中仿真与实验的极限应力误差分别为4.9%和5.8%.　　(2)将三次样条函数方法和几何方法相结合,计算出封头处纤维厚度,根据内衬的几何结构及基本参数,求解出了封头段和筒身段的缠绕角度和缠绕层数,建立了四分之一气瓶的强度分析模型,并通过整体的应变响应验证了该模型的正确性.将渐进均质化方法应用于复合缠绕层,封头段被划分为十四个区域分别进行均质化处理,筒身段研究了部分均质化相较于完全均质化的优势,并根据缠绕铺层顺序和结构特点将靠近内衬的两层环向缠绕层保留原始状态,其余缠绕层做均质化处理.气瓶的均质化处理在简化模型的同时,最大程度上保留了强度分析时重点关注区域的原始状态.　　(3)使用ABAQUS对均质化模型与原始模型的有限元分析发现,不同缠绕铺层模式对纤维方向应力值有一定的影响,但应力分布基本一致,交替缠绕的次数越少,均质化模型与原始模型的应力误差越小,在 185 MPa 内压下最大误差为 6.2%,先全部螺旋缠绕再全部环向缠绕的缠绕模式下误差最小,仅有0.8%.基于最大应力破坏准则预测气瓶的爆破压,结果表明交替缠绕的次数越少,爆破压的预测结果越准确,最大误差为7.56%.均质化处理不影响气瓶整体的力学响应,在不同缠绕模式下,气瓶整体的位移响应一致.ABAQUS结合FE-SAFE对气瓶内衬的疲劳研究发现,气瓶的均质化处理不影响对内衬疲劳寿命的预测,均质化模型的最大误差仅为0.28%.

关键词：储氢压力容器碳纤维缠绕结构参数应力状态渐进均质化方法

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碳纤维缠绕工艺起毛影响因素研究

引用

纤维复合材料 2023年第1期40卷 10-16页

作者：王华毕程祖锦赵飞郑磊唐自佳王立强祖磊扶建辉合肥工业大学合肥230009 湖北航天技术研究院总体设计所武汉430040 西安航天动力技术研究所西安710025 固体火箭发动机燃烧、热结构与内流场国防科技重点实验室西安710025

为了减少碳纤维复合材料在缠绕过程中由于纤维与缠绕设备之间的摩擦产生断丝起毛问题,从纤维本身和缠绕设备两方面对其展开研究。首先结合扫描电子显微镜与原子力显微镜观察纤维表面形貌,在微观层面分析起毛原因;设计了一款碳纤维起毛... 详细信息

为了减少碳纤维复合材料在缠绕过程中由于纤维与缠绕设备之间的摩擦产生断丝起毛问题,从纤维本身和缠绕设备两方面对其展开研究。首先结合扫描电子显微镜与原子力显微镜观察纤维表面形貌,在微观层面分析起毛原因;设计了一款碳纤维起毛量测试装置用来测量不同工艺条件下纤维起毛量的变化,进而选取出最优缠绕工艺条件。同时将优化后的工艺条件应用于试验样件的缠绕,显著减少了碳纤维缠绕过程中纤维起毛的现象,提升了试验样件的力学性能。

关键词：碳纤维缠绕起毛纱宽导纱杆材质导纱杆运动状态

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70MPa塑料内胆碳纤维缠绕储氢瓶密封结构性能试验方法研究

70MPa塑料内胆碳纤维缠绕储氢瓶密封结构性能试验方法研究

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作者：程彪武汉工程大学

学位级别：硕士

氢能是一种具有许多来源、环境友好、容易储存和高能密度的能源。他被认为是当今世界重要的二次能源。作为氢能的重要使用途径之一的氢燃料电池汽车，已成我国建立健全绿色低碳循环发展经济体系的重要组成部分。氢燃料电池汽车通常使用... 详细信息

氢能是一种具有许多来源、环境友好、容易储存和高能密度的能源。他被认为是当今世界重要的二次能源。作为氢能的重要使用途径之一的氢燃料电池汽车，已成我国建立健全绿色低碳循环发展经济体系的重要组成部分。氢燃料电池汽车通常使用高压储氢方式来存储氢气。这种方式具有多种优点，例如能耗低、结构简单、充氢和泄放氢气速度很快。　　作为氢燃料电池汽车的重要储能部件的Ⅳ型高压储氢气瓶，因其存储介质为易爆易燃的高压氢气（35-70MPa），其在车辆意外事故中的安全性能表现不可避免的成为公众关注的焦点，成为公众能否接受氢燃料电池汽车和市场化能否对其进行推广的关键所在，Ⅳ型高压储氢气瓶瓶口结构作为气瓶的重要组成部分，其密封性能关系到气瓶整体的安全性，目前Ⅳ型高压储氢气瓶瓶口结构失效机理尚不明晰，更缺乏其密封性能的检测方法，亟待进行该方面研究。　　本文在国家重点研发计划“可再生能源与氢能技术”项目“70MPa高压储氢瓶技术”（项目编号2019YFB1504800）的支持下，开展了70MPa塑料内胆碳纤维缠绕储氢瓶密封结构性能试验方法研究，具体工作与创新成果如下：　　（1）进行了Ⅳ型高压储氢气瓶瓶口结构调研，结合Ⅳ瓶主要失效机理文献研究，明确Ⅳ型高压储氢气瓶瓶口结构主要密封失效方式是氢气通过金属瓶口与塑料内胆间的路径泄漏;对现有Ⅳ型高压储氢气瓶技术标准中的性能试验标准进行梳理汇总比对，发现了各技术标准性能试验中普遍缺失车辆颠簸振动对气瓶安全性能影响的考虑。　　（2）开展了Ⅳ型高压储氢气瓶瓶口密封结构测试试验技术研究，研制了包含氢气加压单元、氮气进气单元、调节控制单元和数据采集单元，适用大容积、高压力的Ⅳ型储氢气瓶端部密封测试装置，设计了直接测量泄漏氢气的实验方法;同时针对振动对Ⅳ型储氢气瓶瓶口密封结构影响研究，开展试验装置组建，试验方法设计，并进行试验研究，得到试验数据结果表明，随着振动时间的增加， Ⅳ型储氢气瓶的泄漏率也相应增加。　　（3）基于Ⅳ型储氢气瓶振动试验和端部密封检测试验结果，模拟分析了密封圈共振、密封圈疲劳和密封结构尺寸配合可能造成的影响，模拟结果趋势与试验结果较为吻合。模拟结果表明随着车载颠簸振动可能导致气瓶端部密封失效，证明Ⅳ型储氢气瓶密封结构性能试验方法有必要考虑增加瓶口结构密封性能振动试验测试环节。　　（4）本文通过对试验研究与模拟分析工作的总结，结合相关标准中现有试验步骤，讨论了瓶口结构密封性能测试试验合格标准，提出了包括气瓶振动试验及氢渗透试验的70MPa Ⅳ型储氢瓶瓶口密封结构性能测试方法，并将其作为使用性能试验项目之一。为今后70MPa Ⅳ型储氢瓶瓶口密封结构性能测试提供参考。

关键词：氢燃料电池汽车高压储氢气瓶塑料内胆碳纤维缠绕密封性能

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碳纤维缠绕固体火箭发动机壳体超声波成像检测方法

碳纤维缠绕固体火箭发动机壳体超声波成像检测方法

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作者：刘凯王晓勇熊建平马永刚 432000 湖北省孝感市北京路特6号

本发明公开了一种碳纤维缠绕固体火箭发动机壳体超声波成像检测方法，在壳体内注入水，将发射探头浸入壳体的水中，发射探头通过连接杆安装在超声波检测设备的探杆上；超声波检测设备的接收探头正对着发射探头喷水，接收探头接收发射探... 详细信息

标准号: CN117368322A

本发明公开了一种碳纤维缠绕固体火箭发动机壳体超声波成像检测方法，在壳体内注入水，将发射探头浸入壳体的水中，发射探头通过连接杆安装在超声波检测设备的探杆上；超声波检测设备的接收探头正对着发射探头喷水，接收探头接收发射探头发射的超声波。使用水浸耦合，接收探头向发射探头喷水时可大大缩小声程，减少声束扩散，解决了在对碳纤维缠绕固体火箭发动机壳体采用喷水扫查时由于水程太大，导致水柱和声速扩散，无法接收到稳定声波信号的技术缺陷。

关键词：发射探头接收探头固体火箭发动机壳体超声波检测设备扩散超声波成像碳纤维缠绕浸入技术缺陷声波信号种碳纤维耦合超声波连接杆注入水水柱壳体扫查声程声束水中探杆正对缠绕体内发射检测

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碳纤维缠绕储氢罐用送料装置

碳纤维缠绕储氢罐用送料装置

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作者：汤云婷杜春梅孙皓月李钰桢代长明辛晓明张振亚邓佳慧童波李玉吉 075000 河北省张家口市桥东区朝阳西大街13号河北建筑工程学院

本发明提供了一种碳纤维缠绕储氢罐用送料装置，本发明提供的碳纤维缠绕储氢罐用送料装置包括浸胶槽和转动连接在浸胶槽内的若干浸胶辊，还包括导向板、移动环、转动环、喷气嘴、转动机构和移动机构；导向板固定在浸胶槽内的出口处；移... 详细信息

标准号: CN117207547B

本发明提供了一种碳纤维缠绕储氢罐用送料装置，本发明提供的碳纤维缠绕储氢罐用送料装置包括浸胶槽和转动连接在浸胶槽内的若干浸胶辊，还包括导向板、移动环、转动环、喷气嘴、转动机构和移动机构；导向板固定在浸胶槽内的出口处；移动环滑动设置在导向板上；转动环同轴转动连接在移动环上；喷气嘴设置有多个且均与转动环连通，圆周分布在转动环的端面上并集中朝向碳纤维设置；转动机构用于带动转动环自转；移动机构用于带动移动环在导向板上滑动。本发明通过多个喷气嘴集中对传送中的碳纤维进行吹胶，移动环倾斜向下移动的同时转动环进行转动，能够更加均匀、彻底的将多余树脂吹下，既能够减少树脂的浪费，又能够进行长时间稳定工作。

关键词：转动环移动环导向板浸胶槽喷气嘴送料装置移动机构转动机构储氢罐碳纤维树脂同轴转动连接碳纤维缠绕滑动设置倾斜向下时间稳定圆周分布种碳纤维转动连接浸胶辊滑动自转缠绕连通转动传送移动

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碳纤维缠绕电杆用的芯模结构

碳纤维缠绕电杆用的芯模结构

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作者：刘江 215522 江苏省苏州市常熟市海虞镇福山北街后弄28号

一种碳纤维缠绕电杆用的芯模结构，包括芯模大、小头端、大头端轴头机构、小头端轴头机构和中间节段机构，特点：在中间节段机构与芯模大头端的右端之间设芯模刚性左增强机构，中间节段机构与芯模小头端的左端之间设芯模刚性右增强机构... 详细信息

标准号: CN109760335B

一种碳纤维缠绕电杆用的芯模结构，包括芯模大、小头端、大头端轴头机构、小头端轴头机构和中间节段机构，特点：在中间节段机构与芯模大头端的右端之间设芯模刚性左增强机构，中间节段机构与芯模小头端的左端之间设芯模刚性右增强机构，在中间节段机构包括芯管和芯管刚性增强机构，芯管的数量有彼此首尾固定连接的一组，与芯模大头端相邻的一个芯管的左端与芯模大头端的右端连接且还与芯模刚性左增强机构连接，与芯模小头端相邻的一个芯管的右端与芯模小头端的左端连接且还与芯模刚性右增强机构连接，芯管刚性增强机构分布在各两相邻的芯管彼此首尾固定连接的部位且与芯管固定。提高芯模的刚性，避免产生挠度，保障碳纤维缠绕电杆的质量。

关键词：芯模芯管中间节段小头端左端刚性增强机构连接轴头机构大头端电杆首尾小头碳纤维缠绕芯管固定种碳纤维挠度缠绕

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碳纤维缠绕管的加工夹持装置及工艺方法

碳纤维缠绕管的加工夹持装置及工艺方法

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作者：孙洪海宋建龙刘帅姚春冶王春辉刘磊陈令凯刘羽飞 130000 吉林省长春市高新区顺达路888号

本发明提供一种碳纤维缠绕管的加工夹持装置，通过夹头固定碳纤维缠绕管，再通过旋转端板和缠绕轴实现碳纤维缠绕外管的缠绕加工。碳纤维缠绕管的加工工艺方法主要是将碳纤维丝束导入张力调节装置，调节张力；将碳纤维丝束导入张力调节... 详细信息

标准号: CN115923108A

本发明提供一种碳纤维缠绕管的加工夹持装置，通过夹头固定碳纤维缠绕管，再通过旋转端板和缠绕轴实现碳纤维缠绕外管的缠绕加工。碳纤维缠绕管的加工工艺方法主要是将碳纤维丝束导入张力调节装置，调节张力；将碳纤维丝束导入张力调节装置，调节张力；将芯模固定在缠绕机上进行缠绕，获得碳纤维缠绕内管，再进行加热固化，再依据上述过程完成碳纤维缠绕外管的加工。本发明的方法引入了对碳纤维丝束的缠绕角度设定和张力调整，保证了碳纤维丝束与芯模表面紧贴程度，本发明的装置解决了碳纤维缠绕外管再加工过程中出现的松动和变形问题，保证了碳纤维缠绕外管的紧贴程度。

关键词：碳纤维缠绕碳纤维丝束外管缠绕张力调节装置紧贴加工变形问题过程完成夹持装置加热固化角度设定芯模表面旋转端板张力调整种碳纤维缠绕管缠绕轴再加工夹头内管芯模松动保证引入

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碳纤维缠绕储氢罐用送料装置

碳纤维缠绕储氢罐用送料装置

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作者：汤云婷杜春梅孙皓月李钰桢代长明辛晓明张振亚邓佳慧童波李玉吉 075000 河北省张家口市桥东区朝阳西大街13号河北建筑工程学院

标准号: CN117207547A

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一种气瓶用碳纤维缠绕装置及其方法

一种气瓶用碳纤维缠绕装置及其方法

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作者：王继王斌张杰向东 710000 陕西省西安市西咸新区沣东新城能源金贸区西咸金融港4-A座19楼F1905室010号

本发明涉及碳纤维瓶技术领域，具体的说是一种气瓶用碳纤维缠绕装置及其方法，首先将适当体积的树脂填充到浸脂仓中，并检查各工位运行顺滑程度；启动翻转机进行工作，使气瓶处于转动状态，启动加热丝进行工作，使穿过其中的纤维丝及树... 详细信息

标准号: CN117601410A

本发明涉及碳纤维瓶技术领域，具体的说是一种气瓶用碳纤维缠绕装置及其方法，首先将适当体积的树脂填充到浸脂仓中，并检查各工位运行顺滑程度；启动翻转机进行工作，使气瓶处于转动状态，启动加热丝进行工作，使穿过其中的纤维丝及树脂均保持适当的韧性及黏稠度，并通过移动平台将纤维丝按预定路径连续缠绕到气瓶上，使气瓶成型；本发明气瓶用碳纤维缠绕装置使排液球在纤维丝的上部形成一种按压效果，进一步增强树脂的向下流动性，同时避免了内置筒内部空腔中的树脂堆积，提升连续工作时的流顺性，通过排出过量的树脂，可提升气瓶与纤维丝之间的缠绕贴合程度，提升使用性能，使气瓶成型效果更好。

关键词：气瓶纤维丝树脂碳纤维缠绕按压成型效果连续缠绕内部空腔使用性能树脂填充碳纤维瓶移动平台预定路径增强树脂转动状态翻转机加热丝内置筒排液球黏稠度工位排出瓶用顺滑顺性贴合缠绕成型堆积过量穿过检查

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一种全伺服车用高压储氢瓶内胆碳纤维缠绕装置

一种全伺服车用高压储氢瓶内胆碳纤维缠绕装置

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作者：张建群李勇汤修锋吕令广 272000 山东省济宁市高新区327国道96号

本发明涉及储氢瓶碳纤维缠绕技术领域，具体涉及一种全伺服车用高压储氢瓶内胆碳纤维缠绕装置，包括操作台，所述操作台顶面的一端固定有两个支撑件，两个所述支撑件之间可拆卸转动连接有储氢瓶内胆，其中，一个所述支撑件的外侧固定有... 详细信息

标准号: CN114939983B

本发明涉及储氢瓶碳纤维缠绕技术领域，具体涉及一种全伺服车用高压储氢瓶内胆碳纤维缠绕装置，包括操作台，所述操作台顶面的一端固定有两个支撑件，两个所述支撑件之间可拆卸转动连接有储氢瓶内胆，其中，一个所述支撑件的外侧固定有用于驱动储氢瓶内胆转动的电机一，所述操作台顶面的中部固定有两个弧形导轨，两个所述弧形导轨之间滚动连接有导向板。本发明中，通过将外界的碳纤维一端穿过输送管，丝杠转动使传动套带着输送管在导向板上往复移动，配合储氢瓶内胆自转，将碳纤维水平缠绕到内胆的外侧，通过两个滚轮偏心转动来挤压限制碳纤维传动，结合连接弹簧通过矩形框牵引碳纤维，便于碳纤维在输送过程中处于张紧状态，提高缠绕效果。

关键词：碳纤维内胆储氢瓶操作台支撑件碳纤维缠绕弧形导轨导向板输送管高压储氢瓶传动套带滚动连接连接弹簧偏心转动输送过程水平缠绕丝杠转动张紧状态转动连接矩形框可拆卸全伺服自转车用传动滚轮缠绕转动电机挤压牵引穿过驱动配合

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