1、塑料內膽復合材料全纏繞CNG氣瓶(CNG-4型瓶)是一種新型CNG氣瓶，它的安全技術研究是研究者們工作的重點。本文研究的重點是氣瓶強度設計、復合材料固化反應的介電分析法測試(DDA)及復合氣瓶疲勞損傷的紅外檢測三個方面。 在強度設計方面，論文首先對CNG-4型氣瓶筒體纖維強度進行了校驗計算，經(jīng)過計算發(fā)現(xiàn)筒體纖維周向承載能力低于制造標準最小爆破壓力73 Mpa和設計文件最小爆破壓力76 Mpa的規(guī)定要求。在氣瓶封頭鋪層結構分析中，

2、我們確認按氣瓶纖維設計纏繞方式，在極孔圓半徑r<,01>～r<,02>區(qū)間內，封頭鋪層纖維為7層纏繞角度15°的纖維，其他纏繞角度的纖維無法對該部位進行鋪層加強，通過對封頭部位纖維承載能力計算，上述部位纖維承載能力分別為68.2Mpa、68.3Mpa，低于制造標準規(guī)定最小爆破壓力73 Mpa和設計文件最小爆破壓力76 Mpa的要求。為了保證復合材料在持續(xù)載荷和周期載荷下具有高強度，玻璃纖維應力率應達到或超過3.65，在設計文件當中，應力

3、率應達到3.8。經(jīng)過強度核算，該氣瓶筒體纖維周向應力率為3.598，封頭部位纖維應力率為3.41，均低于標準和設計應力比率的要求。 在復合材料氣瓶固化質量控制方面，我們應用介電分析法對復合材料固化反應過程進行動態(tài)測試。我們設計了氣瓶固化質量測控系統(tǒng)，對復合材料氣瓶固化質量進行動態(tài)監(jiān)測，同時對工藝過程進行自動控制。該系統(tǒng)由介電、溫度測試系統(tǒng)、爐溫、氣瓶傳運控制系統(tǒng)和計算機中央處理系統(tǒng)等三部分組成，具有以下功能：能對氣瓶不同部位樹脂

4、介電參數(shù)進行測定，動態(tài)監(jiān)測固化反應進程；自動控制固化爐溫度及氣瓶爐內停留時問，適時監(jiān)控固化工藝參數(shù)的正確實施；根據(jù)每批氣瓶固化反應實際進行情況，及時優(yōu)化調整溫度及時問等工藝參數(shù)；反應過程中各項監(jiān)測數(shù)據(jù)、反應過程曲線及儀器設備運行狀態(tài)通過CRT適時顯示，操作者能動態(tài)直觀地對反應過程實施監(jiān)控，各項監(jiān)測數(shù)據(jù)及曲線并可通過打印機打印、存檔，相關控制指令通過鍵盤輸入中央處理器，完成對整個系統(tǒng)的控制。針對復合材料氣瓶疲勞損傷問題，我們運用紅外檢測技

5、術對氣瓶疲勞損傷進行探測，以掌握氣瓶使用過程中的疲勞損傷情況。我們利用紅外熱成像儀對5只復合氣瓶充氣加壓全過程的疲勞損傷變化情況進行了紅外熱成像探測。通過實驗，我們發(fā)現(xiàn)，可以利用紅外熱成像技術確定復合材料氣瓶的疲勞損傷部位，特別是通過對紅外圖像中“熱斑跡”位置的確定，找出氣瓶應力最為集中，也是最危險的部位。 通過實踐驗證，我們的研究分析是有實際應用價值的，而且，我們在實驗和研究分析工作中積累的經(jīng)驗，為今后的研究工作打下了基礎。