液氢用无衬里复合材料储罐的设计、制造与低温测试

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本文介绍了一种液氢用无衬里复合材料储罐的设计、制造和测试。储罐直径0.3 m，长度0.9 m，由湿法缠绕薄层复合材料带制造的复合材料圆筒和增材制造钛合金端盖组成。研究旨在采用薄层复合材料验证无衬里设计理念的可行性。本研究仅限于内压容器，实际低温储罐还需配置真空外容器用于热绝缘。在正常工作条件下（4 bar），热应力为主导因素，层铺设计使复合材料圆筒和端盖在液氮充注时具有相等的环向应变。两个储罐经过20个循环测试，采用液氮充放至4 bar，未发现损伤或泄漏迹象。随后，其中一个储罐进行了破裂测试，在接近30 bar时发生失效。研究结果表明无衬里复合材料储罐在低温条件下具有良好的密封性和结构完整性，为液氢等低温流体储存提供了新的技术方案。

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