纤维缠绕复合材料压力容器的研究现状

惠 虎，柏 慧，黄 淞，杨宇清

(1.华东理工大学 机械与动力工程学院，上海 200237；2.上海市特种设备监督检验技术研究院，上海 200062)

0 引言

复合材料与传统材料相比，具有较高的比强度(单位密度的抗拉强度)和比模量(单位密度的模量)，较好的抗疲劳和减振性能，更强的可设计性等优点，因此，广泛应用于航空航天、石油化工、交通运输和电子电气等领域[1-3]。压力容器在现代工业中用来贮存和运输有压力的气体或液化气体，在工艺中实现传热、传质、反应等过程，是各个领域中非常重要的特种设备[4-6]。早期的压力容器多为钢制金属容器，由于金属强度有限，在设计中唯有通过增加厚度来提高容器的压力，这将导致设计出的压力容器的质量超高，不仅为制造带来困难，也为容器的运输带来不便，而采用复合材料制成的压力容器的纤维缠绕层密度很小但强度高，因此能够减轻容器的质量。近年来，很多科研人员在复合材料压力容器的设计优化、健康监测、损伤检测等方面进行了大量的研究。因此，本文将对所有研究进行初步的概括和总结，首先简单介绍复合材料以及纤维缠绕复合材料压力容器的分类和应用，然后归纳复合材料压力容器的相关标准，最后总结复合材料压力容器的设计优化和健康监测与检测等方面的国内外研究进展。

1 复合材料

复合材料按基体材料类型可分为三类：树脂基、金属基和陶瓷基复合材料，其中树脂基复合材料广泛应用于各个领域，这是因为树脂的密度低、易成型、且与纤维增强体相容性好[3]。……