長管拖車鋼質內膽玻璃纖維纏繞氣瓶纖維層沖擊損傷探究

何 琦　黃 良　金明哲　王 騫　柴 森

摘 要：本文對長管拖車用大容積鋼質內膽玻璃纖維纏繞氣瓶進行落錘沖擊試驗，而后對沖擊部位進行音響敲擊劃出音響異常部位，并利用DR檢測對損傷形態及分布進行統計研究。試驗結果表明，沖擊損傷分布主要是在纏繞層的中部及上部，相同沖擊載荷作用下對不同氣瓶產生的損傷有明顯差異，隨著沖擊能量的增加，形成的空洞數量增加，空洞體積增大，沖擊產生的損傷程度增大。

關鍵詞：玻璃纖維纏繞氣瓶;沖擊試驗;音響敲擊;DR檢測

中圖分類號：TB332 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）35-0140-04

Research on Impact Damage of Fiber Layer of Steel Liner

Fiberglass Wound Cylinder of Long Tube Trailer

HE Qi HUANG Liang JIN Mingzhe WANG Yan CHAI Sen

（China Special Equipment Inspection and Research Institute，Beijing 100029）

Abstract： In this paper， a drop weight impact test was performed on a large-capacity steel liner fiberglass wound cylinder of a long-tube trailer， and then the impact part was subjected to acoustic knocking to identify the abnormal part， and the DR detection was used to study the morphology and the distribution of the impact damage. The results show that the impact damage distribution is mainly in the middle and upper part of the winding layer. The damage to different cylinders under the same impact load is significantly different. As the impact energy increases， the number and the volume of voids formed increases， the degree of damage caused by the impact increases.

Keywords： fiberglass wound cylinder;impact test;acoustic percussion;DR detection

玻璃纖維增強復合材料具有比強度高、比模量高、密度低、抗疲勞性好、生產周期短、易于加工成型等優點[1-3]，與金屬材料氣瓶相比，這種材料制造的長管拖車用鋼質內膽玻璃纏繞氣瓶能顯著提高使用時的容重比和最大介質裝載量[4-6]。但是，由于使用地域、使用條件、使用頻次、客戶保養情況及氣體性質的不同，纖維纏繞氣瓶在使用過程中容易出現問題。在復合制造過程中，工藝方法、工藝參數、環境的變化均會導致壓力容器產生缺陷，常見的內部缺陷主要有以下幾種：纖維分層、纖維粉化、纏繞層斷裂等[7-9]。本研究利用沖擊試驗，在不同沖擊條件下對相關缺陷進行模擬測試。

1 試驗

1.1 沖擊試驗

本文所用纖維纏繞氣瓶尺寸為[Φ]559mm×11 580mm，玻璃纖維層厚約為12mm，鋼制內膽厚為7.4mm，數量有2只，兩只不同批次氣瓶編號分別為1和2。沖擊試驗依據有關標準對氣瓶進行沖擊。……