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摘要
针对现有矿用自救器质量重、抗疲劳性能差等问题，将氧气瓶与碳复合纤维材料相结合，设计了一种碳复合纤维储氧瓶。通过竞品分析、试验测试和数值模拟等方法，开展了碳复合纤维储氧瓶可靠性研究，获取了关键技术参数，分析不同工况下碳纤维缠绕储氧瓶内胆的应力分布。结果表明：碳纤维缠绕储氧瓶与钢制气瓶相比，瓶重减小了25.7%,工作压力提高了15.0%,氧气储气量提高了30.0%;碳复合纤维材料的最小拉伸强度和弯曲强度分别为760和822 MPa; 30 MPa工作压力、爆破压力以及300 N冲击载荷作用下，碳纤维缠绕储氧瓶内胆的最大应力分别为343.6、1 168、8.7 MPa,均满足规范要求。
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