高低溫對(duì)碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料高壓氣瓶的性能影響

編號(hào)：CYYJ043502

篇名：高低溫對(duì)碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料高壓氣瓶的性能影響

作者：李玉峰 趙積鵬 張海 于斌

關(guān)鍵詞： 復(fù)合材料 高壓氣瓶 T1000碳纖維纏繞氣瓶 環(huán)境適應(yīng)性 高低溫影響

機(jī)構(gòu)： 蘭州空間技術(shù)物理研究所

摘要： 為了獲得T1000碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料高壓氣瓶環(huán)境適應(yīng)能力,有效地掌握氣瓶高低溫適應(yīng)性固有規(guī)律,以容積50 L、工作壓力30 MPa的復(fù)合材料氣瓶(鈦為內(nèi)襯、碳纖維/環(huán)氧樹脂為復(fù)合層)為研究對(duì)象,首先介紹了高低溫循環(huán)下帶壓氣瓶(在-40~80℃范圍內(nèi)成功通過熱真空、熱循環(huán)驗(yàn)證,具備高壓承載能力)的熱真空、熱循環(huán)試驗(yàn)數(shù)據(jù),然后采用與氣瓶相同復(fù)合材料的拉伸試樣(纏繞角分別為0°和90°),通過高低溫極限摸底試驗(yàn)獲得了復(fù)合材料經(jīng)歷不同梯度高低溫后的拉伸性能數(shù)據(jù),通過數(shù)據(jù)比對(duì)分析獲得了高低溫影響拉伸強(qiáng)度衰減的規(guī)律。同時(shí),提出了一種高低溫極限摸底試驗(yàn)的可靠性評(píng)估方法。結(jié)果表明,在-50~100℃范圍內(nèi),試樣拉伸強(qiáng)度及斷裂伸長率變化較小;當(dāng)溫度高于100℃時(shí),纖維和樹脂的性能發(fā)生衰減,導(dǎo)致拉伸強(qiáng)度明顯降低;當(dāng)溫度低于-50℃時(shí),樹脂的性能發(fā)生衰減,纖維受到的影響較小。試樣高低溫極限摸底試驗(yàn)的可靠度大于0.999,表明采用拉伸試樣高低溫拉伸強(qiáng)度數(shù)據(jù)的替代方式具有較高的等效性。