tin tức

Sợi carbonBình áp suất composite dạng cuộn là loại bình thành mỏng gồm một lớp lót kín khí và một lớp sợi cường độ cao được tạo thành chủ yếu bằng quy trình cuộn và dệt sợi. So với các bình áp suất kim loại truyền thống, lớp lót của bình áp suất composite đóng vai trò lưu trữ, làm kín và bảo vệ chống ăn mòn hóa học, còn lớp composite chủ yếu được sử dụng để chịu tải trọng áp suất bên trong. Nhờ độ bền riêng cao và khả năng thiết kế tốt của vật liệu composite, bình áp suất composite không chỉ cải thiện đáng kể khả năng chịu tải mà còn giảm đáng kể khối lượng bình so với các bình áp suất kim loại truyền thống.
Lớp bên trong của bình áp suất quấn sợi chủ yếu là cấu trúc lớp lót, chức năng chính là đóng vai trò như một lớp chắn kín để ngăn chặn sự rò rỉ của khí hoặc chất lỏng áp suất cao được lưu trữ bên trong, đồng thời bảo vệ lớp quấn sợi bên ngoài. Lớp này sẽ không bị ăn mòn bởi vật liệu được lưu trữ bên trong, và lớp bên ngoài là lớp quấn sợi được gia cường bằng ma trận nhựa, chủ yếu được sử dụng để chịu được hầu hết các tải trọng áp suất trong bình áp suất.
1. Cấu trúc của bình áp lực quấn sợi
Có bốn dạng cấu trúc chính của bình chịu áp lực composite: hình trụ, hình cầu, hình vành khuyên và hình chữ nhật. Bình hình trụ bao gồm một phần thân hình trụ và hai đầu. Bình chịu áp lực bằng kim loại được chế tạo thành các hình dạng đơn giản với dự trữ độ bền dư thừa theo phương trục. Bình hình cầu có ứng suất bằng nhau theo hướng dọc và ngang dưới áp suất bên trong và bằng một nửa ứng suất chu vi của bình hình trụ. Độ bền của vật liệu kim loại là như nhau theo mọi hướng, vì vậy bình hình cầu làm bằng kim loại được thiết kế để có độ bền đồng đều và có khối lượng tối thiểu khi thể tích và áp suất được xác định. Trạng thái chịu lực của bình hình cầu là lý tưởng nhất, thành bình cũng có thể được làm mỏng nhất. Tuy nhiên, do khó khăn hơn trong việc chế tạo bình hình cầu, nên nói chung chỉ được sử dụng trong tàu vũ trụ và các trường hợp đặc biệt khác. Bình hình vành khuyên rất hiếm trong sản xuất công nghiệp, nhưng trong một số trường hợp cụ thể hoặc cần cấu trúc này, ví dụ, tàu vũ trụ để tận dụng tối đa không gian hạn chế sẽ sử dụng cấu trúc đặc biệt này. Thùng chứa hình chữ nhật chủ yếu được sử dụng khi không gian hạn chế, nhằm tối đa hóa việc sử dụng không gian và cấu trúc, ví dụ như toa xe bồn hình chữ nhật dùng trong ô tô, toa xe bồn đường sắt, v.v. Các thùng chứa này thường là thùng chứa áp suất thấp hoặc áp suất khí quyển và yêu cầu về chất lượng càng nhẹ càng tốt.
Độ phức tạp của cấu trúc củavật liệu tổng hợpBản thân bình áp lực, sự thay đổi đột ngột về độ dày của nắp và thân bình, độ dày và góc nghiêng của nắp có thể thay đổi, v.v., gây ra nhiều khó khăn trong thiết kế, phân tích, tính toán và tạo hình. Đôi khi, bình áp lực composite không chỉ cần được quấn ở các góc độ và tỷ lệ tốc độ khác nhau ở phần nắp, mà còn cần áp dụng các phương pháp quấn khác nhau tùy thuộc vào cấu trúc. Đồng thời, ảnh hưởng của các yếu tố thực tế như hệ số ma sát cũng phải được xem xét. Do đó, chỉ có thiết kế cấu trúc chính xác và hợp lý mới có thể hướng dẫn đúng quy trình sản xuất quấn bình áp lực composite, để tạo ra các sản phẩm bình áp lực composite nhẹ đáp ứng yêu cầu thiết kế.
2. Vật liệu của bình áp lực quấn sợi
Là bộ phận chịu tải chính, lớp sợi quấn phải có độ bền cao, mô đun đàn hồi cao, mật độ thấp, ổn định nhiệt và khả năng thấm ướt nhựa tốt, cũng như khả năng xử lý quấn tốt và độ chặt bó sợi đồng đều. Các loại sợi gia cường thường được sử dụng cho các bình áp suất composite nhẹ bao gồm:sợi carbonSợi PBO,sợi polyamine thơmvà sợi UHMWPE.