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Fibra de carbonoEl recipiente de presión compuesta de devanado es un recipiente de paredes delgadas que consiste en un revestimiento sellado herméticamente y una capa de fibra de alta resistencia, que se forma principalmente mediante el proceso de devanado y tejido de fibra. En comparación con los vasos de presión de metal tradicionales, el revestimiento de los vasos de presión compuestos sirve como almacenamiento, sellado y protección de corrosión química, y la capa compuesta se usa principalmente para soportar la carga de presión interna. Debido a la alta resistencia específica y una buena designabilidad de los compuestos, los vasos de presión compuestos no solo han mejorado en gran medida su capacidad de carga de carga, sino que también redujo significativamente la masa del vaso en comparación con los vasos de presión de metal tradicionales.
La capa interna del recipiente de presión de la fibra enrollada es principalmente una estructura de revestimiento, cuya función principal es actuar como una barrera de sellado para evitar la fuga de gases o líquidos de alta presión almacenados en el interior, y al mismo tiempo para proteger la capa de fibra exterior de la lubricación. Esta capa no será corroída por el material almacenado internamente y la capa externa es una capa de fibra enrollada reforzada con una matriz de resina, que se usa principalmente para resistir la mayoría de las cargas de presión en el recipiente de presión.
1. Estructura de los vasos de presión de la herida de fibra
Hay cuatro formas estructurales principales de vasos de presión compuestos: cilíndrico, esférico, anular y rectangular. Un recipiente cilíndrico consiste en una sección de cilindro y dos cabezas. Los vasos a presión de metal se convierten en formas simples con reservas de exceso de resistencia en la dirección axial. Los vasos esféricos tienen tensiones iguales en las direcciones de urdimbre y trama bajo presión interna y son la mitad del estrés circunferencial de los vasos cilíndricos. La resistencia del material metálico es igual en todas las direcciones, por lo que el contenedor esférico hecho de metal está diseñado para igual resistencia y tiene la masa mínima cuando el volumen y la presión son ciertos. El estado de fuerza de contenedor esférico es el más ideal, la pared del contenedor también se puede hacer del más delgado. Sin embargo, debido a la mayor dificultad para fabricar contenedores esféricos, generalmente solo se usa en naves espaciales y otras ocasiones especiales. El contenedor de anillo en la producción industrial es muy raro, pero en algunas ocasiones específicas o necesita esta estructura, por ejemplo, los vehículos espaciales para hacer uso completo del espacio limitado, utilizarán esta estructura especial. El contenedor rectangular debe cumplir principalmente cuando el espacio es limitado, maximice el uso del espacio y el uso de estructuras, como los automóviles de tanques rectangulares automotrices, los automóviles de los tanques de ferrocarril, etc., tales contenedores son generalmente contenedores de baja presión o contenedores de presión atmosférica y los requisitos de calidad de la calidad del más ligero.
La complejidad de la estructura delcompuestoEl recipiente a presión en sí, el cambio repentino del grosor de la cabeza y la cabeza, el grosor variable y el ángulo de la cabeza, etc., aportan muchas dificultades al diseño, análisis, cálculo y moldeo. A veces, los vasos de presión compuestos no solo necesitan estar enrollados en diferentes ángulos y relaciones de velocidad variables en la porción de la cabeza, sino que también necesitan adoptar diferentes métodos de devanado de acuerdo con diferentes estructuras. Al mismo tiempo, se debe considerar la influencia de factores prácticos como el coeficiente de fricción. Por lo tanto, solo un diseño estructural correcto y razonable puede guiar correctamente el proceso de producción de devanado de los vasos de presión compuestos, para producir productos de recipientes de presión compuestos livianos que cumplan con los requisitos de diseño.
2. Material de recipiente de presión de la herida de fibra
Como parte principal de carga, la capa de devanado de fibra debe tener alta resistencia, alta módulo, baja densidad, estabilidad térmica y buena humectabilidad de resina, así como una buena procesabilidad de devanado y opresión uniforme de fibra. Las fibras de refuerzo de uso común para los vasos de presión compuestos livianos incluyenfibras de carbono, Fibras PBO,fibras de poliamina aromática, y fibras Uhmwpe.