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摘要
为提高碳纤维复合材料气瓶的承载能力和使用安全性，本文对其碳纤维/环氧树脂缠绕层材料进行力学性能研究。首先提出了两种不同树脂配方体系，并制备树脂浇注体。分析可知CYD-128树脂体系的断裂伸长率较高，但其模量比O-lin树脂低，强度相对较差。制备并对比不同树脂配方下碳纤维复合材料NOL环拉伸强度，选择O-lin树脂作为碳纤维复合材料基体。对国内三种不同厂商的T700-12K碳纤维进行复丝拉伸试验，对断裂面进行SEM测试，根据试验结果选择恒神碳纤维作为复合材料增强体。进一步通过有限元数值模拟分析自紧工艺对碳纤维缠绕气瓶应力水平和疲劳寿命的影响，根据DOT-CFFC标准优化自紧工艺，在最佳自紧压力下，复合材料气瓶内衬的应力强度均有不同程度的降低。根据上述复合材料及自紧工艺制备碳纤维缠绕气瓶并进行水压爆破试验和常温压力循环试验，结果表明其爆破压力和疲劳寿命较相关标准均有提升，为优化压缩天然气和氢气储运装备的工业生产和安全使用提供参考。
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单位中材科技（成都）有限公司; 西华大学
