KulfiberEn komposittrykbeholder med vikler er en tyndvægget beholder bestående af en hermetisk forseglet foring og et højstyrkefiberviklet lag, der hovedsageligt dannes ved fibervikling og -vævning. Sammenlignet med traditionelle metaltrykbeholdere fungerer foringen i komposittrykbeholdere som opbevaring, forsegling og kemisk korrosionsbeskyttelse, og kompositlaget bruges hovedsageligt til at bære den indre trykbelastning. På grund af kompositternes høje specifikke styrke og gode designmuligheder har komposittrykbeholdere ikke kun forbedret deres bæreevne betydeligt, men også reduceret beholderens masse betydeligt sammenlignet med traditionelle metaltrykbeholdere.
Det indre lag af den fiberviklede trykbeholder er primært en foringsstruktur, hvis hovedfunktion er at fungere som en tætningsbarriere for at forhindre lækage af højtryksgasser eller -væsker, der er opbevaret indeni, og samtidig at beskytte det ydre fiberviklede lag. Dette lag vil ikke blive korroderet af det internt opbevarede materiale, og det ydre lag er et fiberviklet lag forstærket med en harpiksmatrix, der primært bruges til at modstå de fleste trykbelastninger i trykbeholderen.
1. Struktur af fiberviklede trykbeholdere
Der er fire hovedstrukturformer for komposittrykbeholdere: cylindriske, sfæriske, ringformede og rektangulære. En cylindrisk beholder består af en cylindersektion og to topstykker. Metaltrykbeholdere fremstilles i simple former med overskydende styrkereserver i aksial retning. Sfæriske beholdere har lige store spændinger i kæde- og skudretningen under indre tryk og er halvdelen af den omkredsmæssige spænding af cylindriske beholdere. Metalmaterialets styrke er ens i alle retninger, så den sfæriske beholder af metal er designet til lige styrke og har den minimale masse, når volumen og trykket er sikre. Sfæriske beholderkrafttilstande er den mest ideelle, beholdervæggen kan også laves tyndest mulig. På grund af de større vanskeligheder ved fremstilling af sfæriske beholdere bruges de dog generelt kun i rumfartøjer og andre særlige lejligheder. Ringformede beholdere i industriel produktion er meget sjældne, men i nogle specifikke tilfælde eller behov for denne struktur, for eksempel vil rumfartøjer bruge denne særlige struktur for at udnytte den begrænsede plads fuldt ud. Rektangulære beholdere er primært til brug i begrænsede rum, for at maksimere pladsudnyttelsen og udnyttelsen af strukturer, såsom rektangulære tankvogne til biler, jernbanetankvogne osv. Sådanne beholdere er generelt lavtryksbeholdere eller atmosfæriske trykbeholdere, og jo lettere kvalitetskravene er, jo bedre.
Kompleksiteten af strukturen afkompositSelve trykbeholderen, den pludselige ændring i tykkelsen af topstykket og topstykket, den variable tykkelse og vinkel på topstykket osv., medfører mange vanskeligheder ved design, analyse, beregning og støbning. Nogle gange skal komposittrykbeholdere ikke kun vikles i forskellige vinkler og med variable hastighedsforhold i topstykket, men skal også anvende forskellige viklingsmetoder i henhold til forskellige strukturer. Samtidig skal indflydelsen af praktiske faktorer som friktionskoefficient tages i betragtning. Derfor kan kun et korrekt og rimeligt strukturelt design korrekt styre viklingsprocessen for komposittrykbeholdere for at producere letvægts komposittrykbeholderprodukter, der opfylder designkravene.
2. Materiale af fiberviklet trykbeholder
Som den primære lastbærende del skal fiberviklingslaget have høj styrke, højt modul, lav densitet, termisk stabilitet og god harpiksbefugtningsevne, samt god viklingsforarbejdningsevne og ensartet fiberbundttæthed. Almindeligt anvendte forstærkningsfibre til letvægtskomposittrykbeholdere omfatterkulfibre, PBO-fibre,aromatiske polyaminfibreog UHMWPE-fibre.
Opslagstidspunkt: 11. feb. 2025
