从表6可知:第二发容器综合性能较好。表中3.3.2湿法缠绕 1*容器缠绕时所用的预浸胶带含胶量较高,致使 虽然PO纤维湿法缠绕NOL环的剪切强度较 容器特性系数P/W值较低,其中3*容器在浸胶低,考虑到NO环剪切试样较厚(约3.0mm),内层 过程中,浸胶机发生故障,造成胶带质量不好,含胶液外迁现象相对严重,而常规湿法缠绕成型的 胶量不均匀,故而爆破发生在筒身局部。从照片q50mm压力容器,筒身段壁厚仅为1.5mm,内外 上看,3″容器筒身呈灯笼状,除了胶带质量不好层含胶量相差不会很悬殊;而且根据复合材料力学 外,还可能由于容器设计时应力平衡系数取值偏知识可知压力容器在受内压作用时,纤维的受力情 小,从而导致纵向纤维应力富余,而环向纤维应力况很复杂,不仅要受层间剪切应力作用,同时还要受 不足。因此可以肯定,若是压力容器设计参数更到拉伸应力的作用。因此,采用43S2配方,应用六 加合理,使得纵环向纤维同时发生作用,那么容器维缠绕机尝试进行了一发湿法缠绕成型q50mm 爆破强度会更高。但是也应考虑到,q50mm压压力容器试验,试验结果见表7,爆破后的照片见图 力容器由于结构的限制,壳体较薄,得出的制品内6 外层含胶量较为均匀,性能较为稳定,若是缠绕较 厚的制品,则可能会有胶液迁移现象,从而导致复表7PBO纤维湿法缠绕q50mm压力容器试验结果 合材料制品性能有所下降。 Tab. 7 Test result of wetmethod filament ound q50 mm pressure vessel 爆破压强发挥强度纤维强度 爆破形式 MPa 转化率/% 筒身局部 PB0纤继 中150mm容 图4干法缠绕成型q50mm压力容器 Fig 4 Photograph of pre preg flame wound q50 mm pressure vessel PB0纤维 中150mm容器 图6爆破后的湿法缠绕q50mm压力容器照片 从表7中可以看出,湿法缠绕的BBO纤维 q50m压力容器的P/W值高达60.42km,纤维 20 9i50ana6 强度转化率高达9.5%,而爆破前用称重法估算的 容器的平均含胶量仅为25.6%,此种现象可以解释 图5爆破后干法缠绕50mm压力容器 如下:湿法缠绕时,由于胶液迁移现象严重,致使容 Fig 5 Photograph of bombed pre-preg filament 器中纤维体积分数增加,由于纤维的拉伸强度比基 wound q50 mm pressure vessel 体大得多,因而导致q50mm压力容器的爆破压强 宇航材料工艺2004年第5期 01994-2010chinaAcademicoumalElectronicPublishingHouseAllrightsreservedhttp://ww.cnki.ner© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 从表 6 可知 :第二发容器综合性能较好。表中 1 # 容器缠绕时所用的预浸胶带含胶量较高 ,致使 容器特性系数 PV/ W 值较低 ,其中 3 # 容器在浸胶 过程中 ,浸胶机发生故障 ,造成胶带质量不好 ,含 胶量不均匀 ,故而爆破发生在筒身局部。从照片 上看 ,3 # 容器筒身呈灯笼状 ,除了胶带质量不好 外 ,还可能由于容器设计时应力平衡系数取值偏 小 ,从而导致纵向纤维应力富余 ,而环向纤维应力 不足。因此可以肯定 ,若是压力容器设计参数更 加合理 ,使得纵环向纤维同时发生作用 ,那么容器 爆破强度会更高。但是也应考虑到 , Ф150 mm 压 力容器由于结构的限制 ,壳体较薄 ,得出的制品内 外层含胶量较为均匀 ,性能较为稳定 ,若是缠绕较 厚的制品 ,则可能会有胶液迁移现象 ,从而导致复 合材料制品性能有所下降。 图 4 干法缠绕成型 Ф150 mm 压力容器 Fig. 4 Photograph of pre2preg filament wound Ф150 mm pressure vessel 图 5 爆破后干法缠绕 Ф150 mm 压力容器 Fig. 5 Photograph of bombed pre2preg filament wound Ф150 mm pressure vessel 3. 3. 2 湿法缠绕 虽然 PBO 纤维湿法缠绕 NOL 环的剪切强度较 低 ,考虑到 NOL 环剪切试样较厚(约 3. 0 mm) ,内层 胶液外迁现象相对严重 ,而常规湿法缠绕成型的 Ф150 mm 压力容器 ,筒身段壁厚仅为 1. 5 mm ,内外 层含胶量相差不会很悬殊 ;而且根据复合材料力学 知识可知 :压力容器在受内压作用时 ,纤维的受力情 况很复杂 ,不仅要受层间剪切应力作用 ,同时还要受 到拉伸应力的作用。因此 ,采用 43S2 配方 ,应用六 维缠绕机尝试进行了一发湿法缠绕成型 Ф150 mm 压力容器试验 ,试验结果见表 7 ,爆破后的照片见图 6。 表 7 PBO 纤维湿法缠绕 Ф150 mm 压力容器试验结果 Tab. 7 Test result of wet2method filament wound Ф150 mm pressure vessel 爆破压强 / MPa 发挥强度 / MPa 纤维强度 转化率/ % PV W / km 爆破形式 30. 5 4 850 91. 5 60. 42 筒身局部 图 6 爆破后的湿法缠绕 Ф150 mm 压力容器照片 Fig. 6 Photograph of bombed wet2method filament wound Ф150 mm pressure vessel 从表 7 中可以看出 , 湿法缠绕的 PBO 纤维 Ф150 mm 压力容器的 PV/ W 值高达 60. 42 km ,纤维 强度转化率高达 91. 5 % ,而爆破前用称重法估算的 容器的平均含胶量仅为 25. 6 % ,此种现象可以解释 如下 :湿法缠绕时 ,由于胶液迁移现象严重 ,致使容 器中纤维体积分数增加 ,由于纤维的拉伸强度比基 体大得多 ,因而导致 Ф150 mm 压力容器的爆破压强 宇航材料工艺 2004 年 第 5 期 — 19 —