[发明专利]一种耐高温聚酰亚胺复合材料气瓶热振联合试验方法

说明书

本发明公开了一种耐高温聚酰亚胺复合材料气瓶热振联合试验方法，根据气瓶使用环境温度，与气瓶工作压力曲线按时间轴拟合，得到环境温度与气瓶压力对应的数据曲线，选取曲线上至少三个坐标点(X，Y)，然后将热振试验条件转化为试验件气体高温状态设计点，通过空瓶外加热试验测试，测试第一步中三个坐标点对应的空瓶内部气体温度的到坐标点(X1，Y)；将(X1，Y)，代入非理想气体状态方程，得出常温下压力值Y1。在室温下充入气体达到(X0，Y1)，控制环境温度达到X，气瓶内部温度达到X1，开始振动试验。本发明提供了一种更容易操作，可靠性更高的试验设计方案，可广泛应用于导弹武器、记载等耐高温压力容器的热振联合试验方案的制定。

技术领域

本发明涉及一种耐高温聚酰亚胺复合材料气瓶热振联合试验方法。

背景技术

随着导弹和飞行器飞行马赫数都不断提高，其飞行气动加热效果的提高对导弹和飞行器气动外形设计、结构热防护设计及搭在设备耐高温设计均提出了更高的要求。气瓶作为导弹飞飞星期动力系统的重要组成部分，为让有供给提供气源。气瓶在导弹或飞行器飞行工作过程中受到热力学和振动环境的综合影响，由于气瓶内部天长了高压气体，高温条件会是气体受热膨胀，气瓶本身还会受到由高压气体热应力带来的结构承载强度考核，估气瓶必须经过底面可靠性试验验证。气瓶热振联合试验就是考核结构件在力、热及振动环境下可靠性的一种有效方法。

目前，国内外武器系统中的气瓶最高使用温度一般不超过200℃，收到武器系统用高温气瓶应用市场需求较小的影响，所选用的气瓶材料多以金属或环氧树脂体系复合材料气瓶为主，导致目前缺少耐高温聚酰亚胺复合材料气瓶200℃以上的力、热、振动相关实验方法。基于上述情况，本发明提出了一种耐高温聚酰亚胺复合材料气瓶热振联合试验方法。以实现耐高温聚酰亚胺复合材料气瓶最高400℃的热振联合试验方案的应用。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供了一种耐高温聚酰亚胺复合材料气瓶热振联合试验方法，能够解决在最好使用温度400℃田建霞，聚酰亚胺复合材料气瓶在工作压力瞬态点与热振试验时间不匹配的问题。

本发明的技术方案是一种耐高温聚酰亚胺复合材料气瓶热振联合试验方法，包括以下步骤：

第一步：确定热振试验条件，根据气瓶使用环境温度变化实际情况，绘制时间与对应环境温度数据的曲线，然后与气瓶工作压力曲线按时间轴进行拟合，得到环境温度与气瓶压力对应的数据曲线，选取曲线上至少三个坐标点(X，Y)，横轴X为温度，纵轴Y为压力；

第二步：将热振试验条件转化为试验件气体高温状态设计点，根据第一步得出的三个坐标点，通过空瓶外加热试验测试，测试第一步中三个坐标点对应的空瓶内部气体温度，并记录，用所测得的温度值代替第一步中三个坐标点的横坐标，(X1，Y)；

第三步：将第二步中的三个坐标点(X1，Y)，代入公式转换为气体常温状态设计点，并记录对应的压力值形成坐标点(X0，Y1)，X0为室温温度值，转换公式为非理想气体状态方程，

P气体压力；

a：修正系数，可取0.1368；

V:气体容积；

b：分子体积修正系数，可以忽略；

n：气体物质的量；

R:理想气体常数；

T：温度(采用绝对温度值)。

第四步，制备热振试验条件，在室温下充入气体达到(X0，Y1)，将待试验气瓶固定在振动试验台面上，在待试验气瓶外圈采用于热辐射加热，直到环境温度达到X，气瓶内部温度达到X1，开始振动试验。

本发明的有益效果是，提供了一种更容易操作，可靠性更高的试验设计方案，可广泛应用于导弹武器、记载等耐高温压力容器的热振联合试验方案的制定。