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《玻璃钢产品设计》课程任务报告书项目五玻璃钢内压容器设计复材141第11组项目负责人：项目组成员：起止时间：2016.4.16--2016.4.24指导老师：杨娟绵阳职业技术学院材料工程系2015-2016学年第2学期玻璃钢产品设计课程任务书班级复材141部门（组）第11组任务项目五一、任务题目：任务一：根据已知设计条件，合理设计玻璃钢压缩天然气瓶（1）设计条件：工作压力：p=15Mpa；2000次疲劳爆破压力pB=30Mpa；水压试验压力pr=19Mpa：筒体长度L=1400mm；筒体内径D=2R=300mm；两端接嘴外径d01=d02=50mm。（2）工艺参数：树脂质量含量WR=20%.。纵向纤维利用系数K=0.8，封头上纤维利用率最低，应再乘以小数η=0.8。固化度高于85%。缠绕每条纱带由6束合股纱并合，即N=6束/条。纵向纱缠满一个循环为两层纤维，每层中纱带片总条数M=200条/层。环向缠绕纱带片密度m=2.27条/cm。（3）设计内容：1.合理选择原材料；2.设计压缩天然气瓶筒体纤维纱缠绕层数；3.确定接嘴和接嘴底盘厚度。二、任务内容和要求：（1）内容及要求：1.通过查阅资料选择玻璃钢压缩天然气瓶所用的原材料；2.分析已知条件，设计确定压缩天然气瓶筒体纤维纱缠绕层数；（2）任务报告要求任务报告内容包括封面、任务书、正文、总结（收获体会）、参考文献。任务报告统一用A4纸打印，版面边距上空2.5cm，下空2cm，左空2.5cm，右空2cm；正文用宋体小四号字；页码底端居中，小五号字；行间距：固定值19磅。（3）进度要求：任务下达日期：2016年4月16日任务完成日期：2016年4月24日任务一：根据已知设计条件，合理设计玻璃钢压缩天然气瓶（1）设计条件：工作压力：p=15Mpa；2000次疲劳爆破压力pB=30Mpa；水压试验压力pr=19Mpa：筒体长度L=1400mm；筒体内径D=2R=300mm；两端接嘴外径d01=d02=50mm。1.合理选择原材料○1内衬材料选择a.铝合金内衬的优点○A抗渗透性强，长期储气不会泄压。○b纤维缠绕张力使内衬具有很高的压缩应力，能提高气瓶的压力循环寿命。○c铝合金内衬很坚固，快速减压不会出现向内塌陷。○d铝内衬在温度变化时稳定性好。○e抗碰撞性比塑料内衬好。○f铝内衬复合材料气瓶比塑料内衬复合材料气瓶轻。b，塑料内衬的优势○A塑料内衬的成本比铝合金内衬低。○b高压循环寿命长，可从0压到工作压力使用10万次。○c防腐蚀性的铝合金内衬好。○d塑料内衬代表新技术，发展前途好。铝合金内衬有20多年应用实践，已有300多万只气瓶在安全使用。技术成熟、安全可靠，故本设计选用铝内衬。接嘴选用LF6M，简体选用L1M纯铝。LF6M许用应力[σ]=160MPa，[τ]=80MPa。○2增强材料选择选用无碱无捻玻璃纤维纱8～40支/20股。其密度为2.54g/cm3，浸胶合股纱设计强力为f=10000/((40/20)×100×2.54)=179N○3基体树脂选择选用E-42环氧树脂与616酚醛树脂配合,质量配比为7:3,基体树脂密度1.17g/cm3。(2)工艺参数○1树脂质量含量WR=20%。○2纵向纤维利用系数K=0.8，封头上纤维利用率最低，应再乘以小数η=0.8。○3固化度高于85%。○4缠绕毎条纱带由6束合股纱并合，即N=6束/条。○5纵向纱线满一个循环为两层纤维，每层中纱带片总条数M=200条/层。○6环向缠绕纱带片密度m=2.27条/cm。（3）强度设计1)气瓶纵向缠绕角a0确定在等张力封头设计中，封头上纤维应按短程线缠绕。为了保证筒体和封头缠绕角的连续性，筒体缠绕角应由封头曲线的短程线方程确定。即sina0=d0/D=50/300=0.167a0=9。50，取a0=10°2)纵向缠绕纱层数（4）接嘴强度计算已知接嘴外径d01=50mm，查约LF6M铝合金σA=160MPa，τA=80MPa。接嘴厚度ts为接嘴底盘厚度(5)气瓶缠绕工艺及设备气瓶的缠绕工艺与玻璃钢贮罐的缠绕成型相似，其区别仅在于：○1气瓶缠绕是在内衬上进行，无需脱模工序；但要注意内衬和玻璃钢缠绕层的界面粘接；○2因气瓶尺寸小，工艺参数要求严格控制，故多采用专用设备生产，如图17-11所示，即为武汉理工大学设计的专为缠绕CNG气瓶的MCFW-3-500型门式双工位CNG气瓶缠绕机、它可以同时缠绕两个气瓶。总结了解到了玻璃钢内压容器设计的设计原则和方法，学会了计算其他压力容器的厚度，如何根据具体条件选材等。参考文献1崇文.中国玻璃钢工业协会通讯，2000，(2)2刘雄亚，谢怀勤.复合材料工艺及设备，武汉：武汉工业大学出版社，19973李顺林，王兴业，复合材料结构设计，基地.武汉：武汉工业大学出版社，19944屈永强，中国玻璃钢工业协会通讯，2001，(5)5翁祖棋等，中国玻璃钢大全，北京：国防工业出版社，1992