预应力复合压力容器的设计依据和结构性能

本文讨论预应力纤维/金属复合压力容器的设计依据,并介绍其结构性能数据。昕述的压力容器由强度和韧性高的低温拉伸成形的301不锈钢衬壳组成,衬壳外面用纤维缠绕。金属在压制过程中要增强和预加应力,而纤维在制造复合貯箱过程中,要在液氮温度下以塑性应变进行预拉伸。文中给出了球形这种特殊情况下的诸结果。在以Kevlar-49纤维外缠于直径25吋的低温拉伸成形的301不锈钢球形容器试验中,已证实一种高循环寿命容器的破裂结构效率系数P_bV/W为0.84×10~6吋。应用近来改进的石墨纤维(抗拉极限强度为500千磅/吋~2,杨氏模量为34×10~3千磅/吋~2)可使破裂时的结构效率系数预计可超过1.0×10~6吋,也可使外部缠有这纤维的301不锈钢容器重量大大地减轻。