nuus

Die binneste laag van 'n veselgewikkelde drukvat is hoofsaaklik 'n voeringstruktuur, waarvan die hooffunksie is om as 'n seëlversperring op te tree om lekkasie van die hoëdrukgas of -vloeistof wat binne gestoor word, te voorkom, terwyl dit ook die buitenste veselgewikkelde laag beskerm. Hierdie laag word nie deur die interne gestoorde materiaal gekorrodeer nie, en die buitenste laag is 'n harsversterkte veselgewikkelde laag, wat hoofsaaklik gebruik word om die meeste van die druklas binne die drukvat te dra.

Die struktuur van 'n veselgewikkelde drukvat: Drukvate van saamgestelde materiaal kom hoofsaaklik in vier strukturele vorms voor: silindries, sferies, ringvormig en reghoekig. 'n Sirkelvormige vat bestaan ​​uit 'n silindriese gedeelte en twee koppe. Metaaldrukvate word in eenvoudige vorms vervaardig, met oortollige sterkte-reserwes in die aksiale rigting. Onder interne druk is die longitudinale en breedtegraadspannings van 'n sferiese vat gelyk, en dit is die helfte van die omtrekspanning van 'n silindriese vat. Metaalmateriale het gelyke sterkte in alle rigtings; daarom is sferiese metaalvate ontwerp vir gelyke sterkte en het die minimum massa vir 'n gegewe volume en druk. Die spanningstoestand van 'n sferiese vat is ideaal, en die vatwand kan die dunste gemaak word. As gevolg van die groter moeilikheidsgraad in die vervaardiging van sferiese vate, word hulle egter gewoonlik slegs in spesiale toepassings soos ruimtetuie gebruik. Ringvormige houers is skaars in industriële produksie, maar hul struktuur is steeds nodig in sekere spesifieke situasies. Ruimtetuie gebruik byvoorbeeld hierdie spesiale struktuur om beperkte ruimte ten volle te benut. Reghoekige houers word hoofsaaklik gebruik om ruimtebenutting te maksimeer wanneer ruimte beperk is, soos reghoekige tenkwaens vir motors en spoorwegtenkwaens. Hierdie houers is gewoonlik laedruk- of atmosferiese drukvate, en ligter gewig word verkies.

Die kompleksiteit van die struktuur van die saamgestelde materiaal-drukvat, die skielike veranderinge in die eindstukke en hul dikte, en die veranderlike dikte en hoek van die eindstukke bring baie probleme met ontwerp, analise, berekening en gietwerk. Soms vereis saamgestelde materiaal-drukvate nie net wikkeling teen verskillende hoeke en spoedverhoudings in die eindstukke nie, maar ook verskillende wikkelmetodes, afhangende van die struktuur. Terselfdertyd moet die invloed van praktiese faktore soos die wrywingskoëffisiënt in ag geneem word. Daarom kan slegs 'n korrekte en redelike strukturele ontwerp die wikkelproduksieproses van ... behoorlik lei.saamgestelde materiaaldrukvate, en sodoende liggewig saamgestelde materiaal drukvatprodukte produseer wat aan ontwerpvereistes voldoen.

Materiaal vir Veselgewonde Drukvate

Die veselgewikkelde laag, as die hoofdraende komponent, moet hoë sterkte, hoë modulus, lae digtheid, termiese stabiliteit, goeie harsbenatting, goeie wikkelverwerkbaarheid en eenvormige veselbundeldigtheid besit. Algemeen gebruikte versterkende veselmateriale vir liggewig saamgestelde drukvate sluit in koolstofvesel, PBO-vesel, aramiedvesel en ultra-hoë molekulêre gewig poliëtileenvesel.

Koolstofveselis 'n veselagtige koolstofmateriaal waarvan die hoofkomponent koolstof is. Dit word gevorm deur organiese veselvoorlopers by hoë temperature te karboniseer en is 'n hoëprestasie-veselmateriaal met 'n koolstofinhoud van meer as 95%. Koolstofvesel het uitstekende eienskappe, en navorsing daaroor het meer as 100 jaar gelede begin. Dit is 'n hoësterkte, hoëmodulus en lae-digtheid hoëprestasie-wikkelveselmateriaal, hoofsaaklik gekenmerk deur die volgende:

1. Lae digtheid en ligte gewig. Die digtheid van koolstofvesel is 1.7~2 g/cm³, gelykstaande aan 1/4 van die digtheid van staal en 1/2 van die digtheid van aluminiumlegering.

2. Hoë sterkte en hoë modulus: Die sterkte daarvan is 4-5 keer hoër as staal, en die elastiese modulus is 5-6 keer hoër as aluminiumlegerings, wat absolute elastiese herstel toon (Zhang Eryong en Sun Yan, 2020). Die treksterkte en elastiese modulus van koolstofvesel kan onderskeidelik 3500-6300 MPa en 230-700 GPa bereik.

3. Lae termiese uitsettingskoëffisiënt: Die termiese geleidingsvermoë van koolstofvesel neem af met toenemende temperatuur, wat dit bestand maak teen vinnige afkoeling en verhitting. Dit sal nie kraak nie, selfs na afkoeling van etlike duisende grade Celsius tot kamertemperatuur, en dit sal nie smelt of versag in 'n nie-oksiderende atmosfeer by 3000 ℃ nie; dit sal nie bros word by vloeistoftemperature nie.

4. Goeie korrosiebestandheid: Koolstofvesel is inert teenoor sure en kan sterk sure soos gekonsentreerde soutsuur en swaelsuur weerstaan. Verder beskik koolstofvesel-komposiete ook oor eienskappe soos stralingsbestandheid, goeie chemiese stabiliteit, die vermoë om giftige gasse te absorbeer en neutronmoderering, wat hulle wyd toepaslik maak in lugvaart, militêre en baie ander velde.

Aramied, 'n organiese vesel wat uit aromatiese poliftalamiede gesintetiseer word, het in die laat 1960's ontstaan. Die digtheid daarvan is laer as dié van koolstofvesel. Dit beskik oor hoë sterkte, hoë opbrengs, goeie impakweerstand, goeie chemiese stabiliteit en hittebestandheid, en die prys daarvan is slegs die helfte van dié van koolstofvesel.Aramidveselshet hoofsaaklik die volgende eienskappe:

1. Goeie meganiese eienskappe. Aramiedvesel is 'n buigsame polimeer met hoër treksterkte as gewone poliësters, katoen en nylon. Dit het groter verlenging, 'n sagte handgevoel en goeie spinbaarheid, wat dit toelaat om in vesels van verskillende fynheid en lengte gemaak te word.

2. Uitstekende vlamvertrager en hittebestandheid. Aramied het 'n beperkende suurstofindeks van groter as 28, so dit bly nie brand nadat dit van 'n vlam verwyder is nie. Dit het goeie termiese stabiliteit, kan aanhoudend by 205 ℃ gebruik word en handhaaf hoë sterkte selfs by temperature bo 205 ℃. Terselfdertyd het aramiedvesels 'n hoë ontbindingstemperatuur, wat hoë sterkte selfs by hoë temperature handhaaf, en begin eers karboniseer by temperature bo 370 ℃.

3. Stabiele chemiese eienskappe. Aramiedvesels toon uitstekende weerstand teen die meeste chemikalieë, kan die meeste hoë konsentrasies anorganiese sure weerstaan ​​en het goeie alkali-weerstand by kamertemperatuur.

4. Uitstekende meganiese eienskappe. Dit beskik oor uitstekende meganiese eienskappe soos ultra-hoë sterkte, hoë modulus en ligte gewig. Die sterkte daarvan is 5-6 keer dié van staaldraad, die elastiese modulus is 2-3 keer dié van staaldraad of glasvesel, die taaiheid is twee keer dié van staaldraad, en die gewig is slegs 1/5 van dié van staaldraad. Aromatiese poliamiedvesels is lank reeds wyd gebruikte hoëprestasie-veselmateriale, hoofsaaklik geskik vir lugvaart- en lugvaartdrukvate met streng vereistes vir kwaliteit en vorm.

PBO-vesel is in die 1980's in die Verenigde State ontwikkel as 'n versterkingsmateriaal vir saamgestelde materiale wat vir die lugvaartbedryf ontwikkel is. Dit is een van die mees belowende lede van die poliamiedfamilie wat heterosikliese aromatiese verbindings bevat en staan ​​bekend as die supervesel van die 21ste eeu. PBO-vesel beskik oor uitstekende fisiese en chemiese eienskappe; die sterkte, elastisiteitsmodulus en hittebestandheid daarvan is van die beste van alle vesels. Verder het PBO-vesel uitstekende impakweerstand, skuurweerstand en dimensionele stabiliteit, en is liggewig en buigsaam, wat dit 'n ideale tekstielmateriaal maak. PBO-vesel het die volgende hoofkenmerke:

1. Uitstekende meganiese eienskappe. Hoë-end PBO-veselprodukte het 'n sterkte van 5.8 GPa en 'n elastisiteitsmodulus van 180 GPa, die hoogste onder bestaande chemiese vesels.

2. Uitstekende termiese stabiliteit. Dit kan temperature tot 600 ℃ weerstaan, met 'n beperkende indeks van 68. Dit brand of krimp nie in 'n vlam nie, en die hittebestandheid en vlamvertraging daarvan is hoër as enige ander organiese vesel.

As 'n 21ste-eeuse ultra-hoëprestasievesel, beskik PBO-vesel oor uitstekende fisiese, meganiese en chemiese eienskappe. Die sterkte en elastisiteitsmodulus daarvan is twee keer dié van aramiedvesel, en dit beskik oor die hittebestandheid en vlamvertraging van meta-aramiedpoliamied. Die fisiese en chemiese eienskappe daarvan oortref dié van aramiedvesel heeltemal. 'n PBO-vesel met 'n deursnee van 1 mm kan 'n voorwerp van tot 450 kg oplig, en die sterkte daarvan is meer as 10 keer dié van staalvesel.

Ultra-hoë molekulêre gewig poliëtileenvesel, ook bekend as hoësterkte, hoëmodulus poliëtileenvesel, is die vesel met die hoogste spesifieke sterkte en spesifieke modulus ter wêreld. Dit is 'n vesel wat van poliëtileen gespin is met 'n molekulêre gewig van 1 miljoen tot 5 miljoen. Ultrahoë molekulêre gewig poliëtileenvesel het hoofsaaklik die volgende eienskappe:

1. Hoë spesifieke sterkte en hoë spesifieke modulus. Die spesifieke sterkte daarvan is meer as tien keer dié van staaldraad van dieselfde deursnit, en die spesifieke modulus daarvan is tweede na spesiale koolstofvesel. Tipies is die molekulêre gewig daarvan groter as 10, met 'n treksterkte van 3.5 GPa, 'n elastiese modulus van 116 GPa, en 'n verlenging van 3.4%.

2. Lae digtheid. Die digtheid daarvan is gewoonlik 0.97~0.98 g/cm³, wat dit toelaat om op water te dryf.

3. Lae verlenging by breek. Dit het 'n sterk energie-absorpsievermoë, uitstekende impak- en snyweerstand, uitstekende weerbestandheid, en is bestand teen ultravioletstrale, neutrone en gammastrale. Dit beskik ook oor hoë spesifieke energie-absorpsie, lae diëlektriese konstante, hoë elektromagnetiese golftransmissie, en weerstand teen chemiese korrosie, sowel as goeie slytasieweerstand en 'n lang buiglewe.

Poliëtileenvesel beskik oor baie beter eienskappe, wat 'n beduidende voordeel toon in diehoëprestasieveselmark. Van meerlyne in olievelde op see tot hoëprestasie liggewig-saamgestelde materiale, bied dit geweldige voordele in moderne oorlogvoering, sowel as in die lugvaart-, ruimtevaart- en maritieme sektore, en speel dit 'n deurslaggewende rol in verdedigingstoerusting en ander gebiede.