复合材料压力容器

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出版者:化学工业出版社
作者:郑传祥
出品人:
页数:277
译者:
出版时间:2006-9
价格:38.00元
装帧:平装
isbn号码:9787502591991
丛书系列:
图书标签:
  • 复合材料压力容器
  • 专业
  • 复合材料
  • 压力容器
  • 纤维缠绕
  • 设计
  • 制造
  • 检测
  • 安全
  • 应用
  • 碳纤维
  • 玻璃纤维
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具体描述

《复合材料压力容器》内容简介:复合材料压力容器是一门综合了压力容器工程、复合材料工程、机械制造工程与力学分析的综合性工程科学。由于压力容器的特殊受力特点和操作环境,复合材料的各项异性在这里获得了很好的应用,而有关方面的参考资料很少,给这类容器的推广应用带来了不便。《复合材料压力容器》主要介绍了金属与金属复合材料、金属与非金属复合材料、非金属与非金属复合材料压力容器的设计、制造与检验,并对这三类压力容器进行了有关的力学分析、有限元分析和疲劳分析。在每一篇的最后,例举一种典型的结构,进行详细分析介绍。

传统意义上的一般复合材料是不能用来制造压力容器的,本文着重介绍应用于压力容器的有关复合材料的设计、标准、制造、检验和强度分析。可供有关的专业技术人员提供参考,同时可作为高等院校相关专业的研究生教材。

复合材料压力容器:设计、制造与服役性能 本书聚焦于复合材料压力容器的整个生命周期管理,深入剖析其从基础理论到工程实践的各个关键环节。 第一章:复合材料基础及其在压力容器中的应用 本章系统回顾高性能复合材料的结构特性、力学行为及失效机理。重点阐述纤维增强树脂基复合材料(FRP)的微观结构与宏观性能之间的关系,包括层合板理论的基础,如经典层合板理论(CLT)的建立与应用。 探讨了几种主流复合材料体系——碳纤维/环氧树脂(CFRP)、玻璃纤维/环氧树脂(GFRP)以及芳纶纤维复合材料——的性能优势与局限性,特别是其高比强度和高比模量的特性如何满足现代压力容器对轻量化和高承载能力的需求。 深入分析复合材料在压力容器设计中需要重点考虑的各向异性、剪切耦合效应以及铺层设计对整体结构性能的决定性影响。同时,对比了传统金属材料(如钢、铝合金)与复合材料在抗腐蚀性、疲劳性能和成本效益方面的差异,为材料选择提供科学依据。 第二章:复合材料压力容器的结构设计理论 本章详述设计复合材料压力容器所必需的理论框架。首先,建立基于应力分析的几何设计准则,涵盖圆柱形、球形及异形容器的内压和外压工况下的应力分布模型。 重点阐述纤维缠绕(Filament Winding)、铺放(Automated Tape Laying, ATL)等关键制造工艺对最终结构设计的影响,即设计必须与可制造性(Design for Manufacturability, DFM)紧密结合。分析如何通过优化铺层角度和层数分布,实现对特定载荷路径的精确承载,包括对径向、环向和轴向载荷的协同抵抗。 引入先进的疲劳分析方法,针对复合材料特有的S-N曲线特性,建立适用于压力循环工况的寿命预测模型。讨论蠕变和应力松弛现象在高温或长期承载复合材料压力容器设计中的修正方法。此外,本章还涉及层间剪切应力(Interlaminar Shear Stress, ILSS)的控制设计,这是复合材料结构失效的常见诱因。 第三章:制造工艺与质量控制 本章是实现高性能复合材料压力容器制造的核心指导。详细介绍了高精度缠绕工艺的参数控制,包括张力、缠绕角度、树脂浸渍质量的实时监测与反馈机制。对于涉及复杂几何形状的容器,深入探讨了热压罐(Autoclave)固化和真空辅助树脂转移模塑(VARTM)技术的工艺窗口优化,以确保基体树脂的完全固化和纤维体积含量的精确控制。 质量控制体系是本章的另一核心。讲解了无损检测(NDT)技术在复合材料压力容器中的应用,包括超声波C扫描(用于检测分层和孔隙率)、声发射(AE)监测(用于实时评估结构损伤的萌生和扩展)以及X射线断层扫描(CT)技术,用于三维内部缺陷的可视化评估。建立了从原材料入厂到最终成品出厂的全流程质量追溯标准和验收规范。 第四章:连接、封头与次级结构 压力容器的连接结构(如法兰、管口)是应力集中区域,本章专门分析这些关键部位的设计挑战。研究了如何通过局部增厚、斜切角设计或使用嵌入式金属元件来缓解连接处的应力集中问题,并探讨了不同类型金属-复合材料混合接头(Hybrid Joints)的应力传递效率和长期可靠性。 重点剖析封头结构(如椭圆封头、蝶形封头)的几何优化,以平衡应力分布和材料用量。讨论了对于大型压力容器,如何设计和制造复合材料的内衬层(Liner)以确保气密性,以及外壳结构如何承受工作压力。 第五章:服役性能、失效模式与安全评估 本章聚焦于复合材料压力容器在实际服役环境下的性能表现。分析了环境因素,如温度变化、湿度、化学介质侵蚀对树脂基体和纤维/基体界面的影响,特别是湿热老化(Hygrothermal Aging)对材料长期强度的衰减规律。 详细分类了复合材料压力容器的典型失效模式,包括纤维断裂、基体开裂、分层(Delamination)和纤维拔出(Fiber Pull-out)。结合实际案例分析,演示如何通过后验分析确定失效发生的根本原因。 最后,本章建立了基于概率和可靠性指标的安全评估框架。引入先进的寿命预测模型,结合不确定性量化技术,对服役中的压力容器进行剩余寿命评估(Remaining Life Assessment, RLA),为退役决策提供科学依据。 第六章:应用实例与未来发展趋势 本章通过多个典型工程案例展示复合材料压力容器的实际应用,包括深海油气开采中的高压储气罐、航空航天领域的火箭推进剂储存系统以及新能源汽车的高压储氢(Type IV 容器)和储气(CNG/LNG)装置。 展望未来发展,探讨了新型材料体系如纳米增强复合材料、自修复功能材料在压力容器设计中的潜力。分析了增材制造(3D打印)技术在复杂结构件制造中的应用前景,以及智能传感系统集成在容器健康监测(Structural Health Monitoring, SHM)中的最新进展。 全书特色: 本书结构严谨,理论深度与工程应用紧密结合,不仅覆盖了压力容器设计的经典规范要求,更融入了材料科学前沿研究成果,是从事复合材料结构设计、制造工程师及相关研究人员的必备参考书。

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我一直对那些能够实现科技突破、推动人类社会进步的关键技术充满好奇。在我看来,压力容器就是其中不可或缺的一环,它们默默承受着巨大的压力,为我们的现代生活提供了安全的保障。当我偶然发现《复合材料压力容器》这本书时,我内心深处对技术的好奇心被瞬间点燃。我渴望了解,那些由不同材料巧妙组合而成的“复合材料”,是如何被塑造成能够承受极端压力的坚固容器的。我希望这本书能够为我揭示复合材料的独特优势,例如它们轻质高强的特性,以及如何通过精确的设计和制造工艺,来满足日益严苛的应用需求。我期待着书中能够详细介绍不同类型的复合材料,比如碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等,以及它们在压力容器制造中的具体应用。我希望能够了解到,在这些容器的内部,纤维是如何被精确地编织、铺层,并与高分子基体材料结合,形成一种能够有效分散和承受巨大压力的独特结构。这本书或许还会深入探讨压力容器的设计理念和分析方法,例如如何进行应力分析、如何评估材料的疲劳寿命、以及如何确保在各种复杂工况下的安全性。我非常希望能看到一些关于复合材料压力容器在航空航天、汽车、能源、潜水等领域的实际应用案例,这些案例将生动地展示这项技术是如何解决传统材料的局限性,并推动各行各业的技术进步。我相信,通过阅读这本书,我能够对复合材料压力容器有一个全面而深入的理解,并对这项充满智慧和挑战的工程技术产生由衷的赞叹。

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我对那些能够承受极端环境的工程技术始终保持着高度的关注,尤其是那些能够为现代工业和科技发展提供关键支撑的部件。当我在书店的科技类区域发现了《复合材料压力容器》这本书时,我的好奇心瞬间被点燃了。我渴望了解,那些我们日常生活中可能不太接触,但在航空航天、汽车、能源等领域扮演着至关重要角色的“压力容器”,是如何通过运用“复合材料”这一先进技术,实现性能的飞跃的。我希望这本书能够深入浅出地解释复合材料的构成原理,以及它们是如何通过巧妙的组合,获得超越传统金属材料的强度、刚度和耐腐蚀性。我特别期待书中能够详细阐述不同类型复合材料,例如碳纤维增强聚合物(CFRP)、玻璃纤维增强聚合物(GFRP)等,在压力容器设计和制造中的具体应用。我希望能够了解到,在这些容器的内部,纤维是如何被精确地编织、铺层,并与高分子基体材料结合,形成一种能够有效分散和承受巨大压力的独特结构。这本书或许还会涉及压力容器的设计计算方法,包括如何进行有限元分析,如何评估材料在不同载荷条件下的行为,以及如何确保容器在极端工况下的安全裕度。我非常希望书中能够提供丰富的案例研究,展示复合材料压力容器在各个领域的成功应用,例如在汽车行业的轻量化解决方案、在航空航天领域的结构减重、在深海探测领域的抗压能力、以及在新能源领域的储氢罐技术等。这些鲜活的案例将帮助我更直观地理解这项技术的重要性,以及它如何推动相关产业的创新和发展。我相信,通过阅读这本书,我能够对复合材料压力容器有一个系统而深入的认知,并对这些默默奉献的工程奇迹产生由衷的敬佩。

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我对那些能够超越传统限制、引领科技前沿的工程技术始终保持着高度的关注。压力容器,作为承载和传输高压介质的关键设备,其重要性不言而喻。当我偶然在书店的科技区发现《复合材料压力容器》这本书时,一种强烈的求知欲驱使我想要深入了解这项先进技术。我希望这本书能够为我揭示复合材料是如何通过其独特的性能,为压力容器的设计和制造带来革命性的变化。我期待着书中能够详细解释复合材料的微观结构和宏观力学性能之间的关系,例如纤维的强度、模量、韧性,以及基体材料的粘结、保护作用,以及它们是如何协同工作,形成一种能够有效抵抗巨大压力的复合结构。我希望能够了解到,在压力容器的设计过程中,是如何通过精确的数值模拟和实验验证,来优化纤维的铺层角度、密度和数量,以最大化材料的承载能力并降低整体重量。这本书或许还会深入探讨复合材料压力容器的制造工艺,包括缠绕成型、模压成型等技术,以及这些工艺如何影响最终产品的性能、质量和成本。我非常希望能看到一些关于复合材料压力容器在航空航天、汽车、能源存储、潜水设备等领域的应用实例,这些鲜活的案例将帮助我更直观地理解这项技术在各个领域所带来的巨大价值和潜在影响。我相信,通过阅读这本书,我能够对复合材料压力容器的科学原理、工程设计和实际应用有一个全面而深入的认知,并对这些默默奉献的工程奇迹产生由衷的敬佩。

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我对那些能够应对严峻挑战、并在关键时刻发挥决定性作用的工程技术始终抱有极大的好奇心。压力容器,作为许多高科技设备的核心组件,其重要性不言而喻。当我偶然发现《复合材料压力容器》这本书时,我内心深处对技术进步的渴望被再次点燃。我期望这本书能够带领我走进复合材料的世界,让我理解这些由不同材料巧妙组合而成的“超级材料”,是如何被塑造成能够承受巨大压力的坚固容器的。我希望书中能够详细解释复合材料的结构特点,例如纤维与基体之间的相互作用,以及这种结构如何赋予它们超越传统金属材料的优异性能,如高强度、轻质化和良好的耐腐蚀性。我期待着了解,在压力容器的设计过程中,是如何通过精密的计算和模拟,来优化纤维的铺层顺序、角度和密度,以最大化材料的承载能力并降低整体重量。这本书或许还会深入探讨复合材料压力容器的制造工艺,包括缠绕成型、模压成型等技术,以及这些工艺如何影响最终产品的性能和质量。我非常希望能看到一些关于复合材料压力容器在各个领域的应用实例,例如在汽车领域的轻量化车身、在航空航天领域的结构部件、在能源领域的储气罐,以及在医疗领域的精密设备等。这些丰富的应用案例将帮助我更直观地认识到复合材料压力容器在现代社会中的不可或缺性,以及它们如何驱动技术创新和产业升级。我相信,通过阅读这本书,我能够对复合材料压力容器的科学原理、工程设计和实际应用有一个全面而深入的认识,并对这项充满挑战和机遇的技术领域产生更浓厚的兴趣。

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我对那些能够将先进材料科学转化为实际工程应用的创新技术一直抱有浓厚的兴趣。压力容器,作为许多关键工业设备的核心组成部分,其设计和制造的复杂性令我着迷。当我发现《复合材料压力容器》这本书时,我渴望了解,这些通过巧妙的材料组合而成的容器,是如何被赋予如此强大的承压能力的。我希望这本书能够详细阐述复合材料的构成原理,包括纤维增强体和基体材料的协同作用,以及这种组合如何赋予压力容器优异的力学性能,如高强度、高刚度、轻质化以及良好的抗疲劳性和耐腐蚀性。我期待着书中能够深入介绍不同类型的复合材料,例如碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等,以及它们在压力容器设计和制造中的具体应用。我希望能够了解到,在这些容器的内部,纤维是如何被精确地编织、定向、铺层,并与高分子基体材料充分浸润、固化,形成一种能够有效分散和承受巨大压力的宏观结构。这本书或许还会涉及压力容器的设计计算方法,包括如何进行应力分析、如何评估材料在不同工况下的行为,以及如何通过优化结构设计来确保容器的安全裕度和可靠性。我非常希望书中能够提供丰富的案例研究,展示复合材料压力容器在航空航天、汽车、能源存储、潜水设备等领域的成功应用,这些鲜活的案例将帮助我更直观地理解这项技术的重要性,以及它如何驱动相关产业的创新和发展。我相信,通过阅读这本书,我能够对复合材料压力容器的科学原理、工程设计和实际应用有一个全面而深入的认知,并对这些默默奉献的工程奇迹产生由衷的敬佩。

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一直以来,我都被那些用坚韧外壳包裹着强大能量的物体深深吸引。想象一下,潜水艇深潜的幽灵般的身影,太空舱穿越星际的孤寂旅程,还有那些在赛道上疾驰的超级跑车,它们无一不依靠着某种神奇的技术来承受巨大的压力。当我在书店的角落里无意间瞥见《复合材料压力容器》这个书名时,一种莫名的冲动驱使我翻开了它。虽然我并非该领域的专业人士,但书名本身就足以勾起我无尽的好奇。我期待着这本书能为我揭示这些神秘容器的幕后故事,它们是如何由看似普通的材料,通过精妙的工艺,变成能够抵御严酷环境的坚固堡垒。我尤其希望能了解到,那些如同碳纤维、玻璃纤维这类“复合材料”究竟是如何被赋予如此强大的性能,它们与传统的金属容器相比,又有哪些独到的优势和不可替代的地位。对于普通读者而言,这些技术细节或许显得有些晦涩,但我相信,一本优秀的科普读物,应该能够用通俗易懂的语言,将复杂的科学原理生动地展现在我们面前,让我们能够理解它们在现代工业和科技发展中所扮演的关键角色。我设想着,这本书或许会从历史的视角出发,讲述压力容器技术是如何一步步演进的,从早期笨重的金属气瓶,到如今轻巧而坚固的复合材料制品,这个过程本身就是一部人类智慧的赞歌。我期待着,这本书能够提供丰富的案例分析,例如在航空航天、汽车工业、能源储存等领域的应用,让我看到这些“复合材料压力容器”如何在各个尖端科技领域发挥着至关重要的作用。我希望它能用图文并茂的方式,展示这些容器的内部结构,以及材料是如何被巧妙地编织、叠加,以达到最佳的力学性能。更重要的是,我希望这本书能够激发我对于科技创新的思考,理解材料科学和工程技术是如何不断突破界限,为人类社会的进步提供源源不断的动力。我迫不及待地想知道,在看似坚固的外壳之下,究竟隐藏着怎样的科学奥秘,又是什么样的智慧和汗水,才铸就了这些默默无闻却又举足轻重的工程奇迹。

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我一直对那些能够承受巨大压力、并在极端环境下保持稳定的工程结构着迷。无论是太空探索中的火箭燃料罐,还是深海潜水器上的高压舱,抑或是高压天然气汽车的储气瓶,它们都离不开一种关键的部件——压力容器。当我在书店的书架上瞥见《复合材料压力容器》这本书时,我立刻被它所吸引。我并非材料科学或机械工程领域的专业人士,但我对科学技术如何解决工程难题充满了好奇。我希望这本书能够为我揭示复合材料是如何被用来制造性能卓越的压力容器的。我特别期待书中能够详细介绍各种类型的复合材料,例如碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等,以及它们各自的独特性能,如高比强度、高比模量、优异的耐腐蚀性等。我希望能够了解,这些纤维是如何被巧妙地编织、铺层,并与高分子基体材料相结合,形成一种既轻巧又坚固的结构。这本书或许还会深入探讨压力容器的设计理念和分析方法,包括如何进行应力分析,如何评估材料在不同温度和压力下的行为,以及如何确保容器在长期使用过程中的安全性。我非常希望能看到一些关于复合材料压力容器在航空航天、汽车、能源、潜水等领域的实际应用案例,这些案例将生动地展示这项技术是如何解决传统材料的不足,并推动各行各业的技术进步。我相信,通过阅读这本书,我能够对复合材料压力容器有一个全面而深入的了解,并对这项充满创新和挑战的工程技术产生由衷的敬佩。

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我对那些能够经受住严苛考验的工程奇迹一直抱有浓厚的兴趣。在我看来,压力容器就是其中最令人瞩目的存在之一。它们就像是隐藏在各种精密设备中的心脏,默默地承受着巨大的压力,保障着整个系统的稳定运行。当我在书架上发现《复合材料压力容器》这本书时,我的眼睛瞬间就被吸引了。虽然我不是该领域的专业人士,但书名所暗示的关于先进材料和高强度设计的知识,让我产生了强烈的求知欲。我希望这本书能够为我打开一扇了解复合材料技术的大门,让我明白这些看似普通的纤维是如何被巧妙地结合在一起,形成能够承受极端压力的强大结构。我期待着书中能够详细介绍复合材料的种类,例如碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等,以及它们各自的特性和在压力容器制造中的应用。我希望能够了解这些材料是如何被选择、排列和固化,以达到最佳的力学性能。这本书或许还会深入探讨压力容器的设计理念,包括如何进行应力分析、如何选择合适的树脂基体、以及如何优化纤维的铺层角度来提高承载能力。我非常希望能看到一些关于复合材料压力容器在航空航天、汽车、潜水、能源等领域的实际应用案例,这些案例将生动地展示这项技术是如何改变我们的生活,如何推动各个行业的发展。我也期待着,书中能够分享一些关于复合材料压力容器的制造工艺和质量控制方法,让我了解在生产过程中需要注意的关键环节,以及如何确保产品的安全性和可靠性。总而言之,我希望通过这本书,能够对复合材料压力容器有一个全面而深入的理解,并为这项充满创新和挑战的工程技术感到由衷的赞叹。

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我一直对那些能够承受极端压力和温度的设备充满敬畏。无论是深海探测器,还是高空飞行的飞机,亦或是储存高压气体的工业设备,它们都离不开一种能够保障安全的关键部件——压力容器。当我的目光锁定在《复合材料压力容器》这本书上时,我内心涌现出的是一种对未知领域的探索渴望。我并非材料学或者机械工程的专家,但我对那些能够将普通材料转化为高性能工程构件的科学原理充满好奇。我希望能在这本书中找到关于复合材料如何被设计和制造,以应对巨大压力的解答。我设想,这本书会详细阐述不同类型复合材料的特性,比如碳纤维、玻璃纤维,以及它们在压力容器制造中的独特优势。我会非常关注书中关于材料选择、铺层设计、固化工艺等方面的介绍,这些细节决定了最终产品的性能和安全性。我相信,这本书应该会涵盖从基础理论到实际应用的整个过程,让我能够理解材料的微观结构如何影响宏观力学性能,以及如何通过精密的工程计算来优化设计。我也期待着,书中能够提供丰富的实例,展示复合材料压力容器在各个领域的应用,比如在汽车行业的轻量化设计、在航天领域的结构减重、在能源行业的储氢技术等等。这些实际应用案例将帮助我更直观地理解复合材料压力容器的重要性,以及它们如何推动相关产业的技术进步。我希望这本书能够以一种清晰、系统的方式,引导我一步步了解这一复杂的技术领域。它或许会从材料的构成、性能测试,到制造工艺、质量控制,再到应用标准和未来发展趋势,构建一个完整的知识体系。我相信,通过阅读这本书,我能够对复合材料压力容器有一个全面而深入的认识,并且能够更深刻地理解科技创新如何改变我们的生活,如何为解决能源、环境等全球性挑战提供解决方案。

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长期以来,我对那些能够挑战极限、突破常规的工程技术一直充满着浓厚的兴趣。在我眼中,压力容器就像是隐藏在各种高科技设备中的守护者,它们默默地承受着巨大的挑战,却又至关重要。当我的目光落在《复合材料压力容器》这本书上时,一种想要深入了解其背后科学原理的冲动油然而生。我希望这本书能够为我揭示,那些由看似普通纤维编织而成的“复合材料”,是如何被转化为能够承受巨大压力的精密构件的。我期待着书中能够详细介绍复合材料的种类,例如碳纤维、玻璃纤维,以及它们是如何通过不同的排列方式和基体材料的结合,展现出令人惊叹的力学性能。我希望能够了解到,在制造过程中,是如何通过精确的铺层设计、优化的固化工艺,来确保最终产品的强度、刚度和韧性。这本书或许还会深入探讨压力容器的设计理念和分析方法,例如如何进行应力分析、如何评估材料的疲劳寿命、以及如何确保在各种复杂工况下的安全性。我非常希望能看到一些关于复合材料压力容器在航空航天、汽车、能源、潜水等领域的实际应用案例,这些案例将生动地展示这项技术是如何解决传统材料的局限性,如何推动各行各业的技术进步。我也期待着,书中能够分享一些关于复合材料压力容器的制造工艺和质量控制的细节,让我了解在生产过程中,有哪些关键的环节需要严格把控,以保证产品的可靠性。我相信,通过阅读这本书,我能够对复合材料压力容器有一个全面而深入的理解,并对这项充满智慧和挑战的工程技术产生由衷的赞叹。

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