4L复合材料高压气瓶的研制与验证

王海芳，杨永生，刘森川

(哈尔滨玻璃钢研究院，哈尔滨 150036)

4L复合材料高压气瓶的研制与验证

王海芳，杨永生，刘森川

(哈尔滨玻璃钢研究院，哈尔滨 150036)

本文研究的4L复合材料高压气瓶具有大长径比(5.68)，需进行10 000次压力循环的疲劳试验，疲劳试验之后不得有肉眼可见的损伤、变形和渗漏的缺陷。依据气瓶的性能要求设计铝合金内衬和复合材料铺层，确定内衬的结构尺寸和缠绕工装形式，选择合理的复合材料铺层，通过爆破试验和疲劳爆破试验对设计的方案进行验证，结果表明：方案科学合理。

高压气瓶；长径比；疲劳试验；爆破试验

1 引 言

压力容器广泛应用于化工、轻工、能源、冶金、航天等领域。复合材料压力容器分内压容器(如氧气瓶等各种气瓶)和外压容器(深潜器等)两种。目前，复合材料压力容器正以独特的优势(质量轻、结构效率高、失效形式安全、耐腐蚀性好)在飞机、潜艇、火箭等运载工具及医疗方面广泛应用。

复合材料压力容器主要由两部分组成：内衬层、树脂基复材层。纤维缠绕复合材料压力容器基体多采用热固性树脂，随着航天工业的不断发展，国外从20世纪80年代起复合材料的研究重点已从热固性基体转向热塑性基体。缠绕使用的纤维高模高强纤维得到了更加广泛和深入的应用。复合材料压力容器内衬一般采用金属和非金属材料。

本文重点研究4L铝合金内衬碳纤维缠绕复合材料高压气瓶。

2 结构设计

2.1 4L复合材料高压气瓶性能要……