摘要:本文主要研究高性能國產聚酰亞胺纖維在復合材料氣瓶上的應用,并表征其與進口碳纖維的性能差距.采用國產聚酰亞胺纖維進行纏繞成型工藝優化與復合材料性能測試分析,在測試數據及工藝優化基礎上針對其進行了復合材料氣瓶的強度設計.分別采用聚酰亞胺纖維、進口T300、T700以及T800碳纖維纏繞成型復合材料氣瓶,進行水壓爆破壓強的測試,并引進聲發射檢測技術對其在水壓過程中的損傷信號進行監測分析.結果表明聚酰亞胺纖維纏繞工藝性良好,與樹脂界面結合優異,適用于濕法纏繞成型工藝.復合材料拉伸強度達到1 708 MPa,纖維的強度發揮率高達80%,相比于碳纖維復合材料其呈現出較好的斷裂韌性,有利于減少復合材料氣瓶在水壓下的應力損傷.纏繞成型的聚酰亞胺纖維復合材料氣瓶容器特征系數(PV/W)高達32. 2 km,其在航空航天、醫用、汽車、核工業等領域具有廣闊的應用前景.
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