专利名称：一种复合材料压力容器的制造方法
技术领域：
本发明涉及复合材料压力容器的制造方法，特别是涉及碳纤维全缠绕金属内衬压力容器的一种制造方法。
背景技术：
在国内的复合材料压力容器制造领域，与本发明相关的专利有浙江大学郑传祥、曹堃等发明的03150968.1 “复合材料压力容器”;西安航天复合材料研究所吴大云、张阳等发明的201010615932. 9 “一种用于压力容器的干纱缠绕成型方法”；哈尔滨工业大学赫晓东、王荣国等发明的200510010151.6 “大尺寸、超薄金属内衬的复合材料压力容器及其制造方法”；中材科技(苏州)有限公司吴峰、肖文刚等发明的2010102100951.1 “一种使用大丝束碳纤维制造压力容器的方法”等。这些专利均提出运用复合材料和金属内衬结合制造 压力容器，其共同目的是为减轻结构重量，所采用的技术措施大多为纤维全缠绕金属内衬，后经加热固化得到。其积极效果是获得了显著的容重比。但复合材料和金属为两种物理性质差异显著的材料，为最大发挥复合材料的承压性能，提高气瓶的使用寿命，在制造过程中往往存在自紧这一重要的工艺过程，上述发明均采用内衬表面直接缠绕纤维复合材料后固化、自紧的传统方法。其表现出来的主要缺点是纤维缠绕过程预设的张力和复合材料固化后的收缩，使得金属内衬在自紧过程中需要较大的压应力才能达到预定的塑性变形，这就造成复合材料层在自紧过程中也发生较大的膨胀变形，从而使纤维断裂加剧，降低了复合材料的总体性倉泛。
发明内容
本发明的目的在于降低自紧过程中所需的内应力，减少复合材料层的膨胀变形率,从而降低复合材料层的纤维断裂率,保证复合材料较高的总体性能。纤维缠绕复合材料压力容器，它由金属内衬和复合材料层构成。内衬可以为钢或铝合金材料。内衬可以为柱形、球形与环形状。所述复合材料层由纤维与树脂构成。其中，纤维材料为碳纤维、玻璃纤维或硼纤维中的一种；树脂为环氧树脂、酚醛树脂或聚氨酯树脂中的一种。纤维复合材料在内衬表面上纵向与环向交替多层缠绕形成，即全缠绕方式。一种复合材料压力容器的制造方法，其特征在于它包括以下步骤步骤1、将内衬冲压和保压工装与内衬连接，在内衬中冲入一定压力的空气使内衬膨胀变形，充气后金属内衬的内压Ptl通过以下公式计算确定对于柱形压力容器，通过公式(I)至(4)计算；对于环形压力容器，几何上可看作圆环形截面绕一固定轴旋转一周得到，计算公式与柱形压力容器相同，即通过公式(I)至
(4)计算；
权利要求
1. 一种复合材料压力容器的制造方法，其特征在于它包括以下步骤 步骤1、将冲压和保压工装与内衬连接，在内衬中冲入一定压力的空气使内衬膨胀变形，充气后金属内衬的内压Ptl通过以下公式计算确定 对于柱形压力容器，通过公式(I)至(4)计算；对于环形压力容器，几何上可看作圆环形截面绕一固定轴旋转一周得到，计算公式与柱形压力容器相同，即通过公式(I)至(4)计算；
全文摘要
一种复合材料压力容器的制造方法，涉及复合材料压力容器的制造方法。它包括以下步骤步骤1、将冲压和保压工装与内衬连接，在内衬中冲入一定压力的空气使内衬膨胀变形，充气后金属内衬的内压通过公式计算确定；步骤2、内衬呈保压状态进行纤维复合材料的缠绕加工；步骤3、缠绕结束后移入固化炉，进行旋转加热固化；步骤4、固化结束并自然冷却后，缓慢放出内部空气卸除压力，使内衬的弹性收缩与缠绕时的压应力及复合材料的固化收缩相抵消，并与复合材料层间发生剥落分离。本发明能够降低自紧过程中所需的内应力，减少复合材料层的膨胀变形率，从而降低复合材料层的纤维断裂率，保证复合材料较高的总体性能。
文档编号F17C1/06GK103016950SQ20121059127
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者卢敏 申请人:南京航空航天大学