纤维缠绕内压容器能够充分发挥纤维的强度和刚度，是复合材料实际应用的一个重要方面。 近二十年来国内在纤维缠绕复合材料压力气瓶的研制方面取得了长足进步，纤维缠绕压力容器逐渐取代了全金属压力容器，在相同容积、承受相同内压情况下，复合材料高压气瓶的重量大约是钢瓶的50~60%。复合材料气瓶的成型工艺采用纤维缠绕法，此方法比金属气瓶成型工艺简单，且可设计性强，对于筒形容器很容易实现等强度，对于橡胶内衬复合材料气瓶还可省去固化后的脱模。

　　实验气瓶以橡胶为内衬，筒体长度为306mm,缠绕层纤维体积含量为63%，内衬外径为200mm,根据GB9252-1988的方法对其进行实验。在缠绕过程中，随着缠绕层数的增加，外层的缠绕纤维如一圈环向箍，紧包内层，使内层纤维应力降低。因此，为使各层缠绕纤维都有相等的预应力，必须控制缠绕张力由内到外逐层递减，每缠绕一次纵向层递减3N。

　　根据筒身缠绕角公式计算出螺旋向缠绕角度为17.46°，环向缠绕层壁厚为0.65mm，螺旋缠绕层纤维厚度为0.47mm，缠绕层总厚度为1.78mm。

　　在实际缠绕过程中，与缠绕角对应，设定每层螺旋缠绕的极孔半径。根据纤维缠绕的可行性，首先缠绕2层环向，根据环向缠绕和螺旋缠绕交叉的原则，再依次缠绕2层螺旋向、2层环向、2层螺旋向、2层环向、2层螺旋向、2层环向、2层螺旋向，为保证气瓶的外观光洁度，最后缠绕2层环向。按照缠绕张力的计算结果，根据逐层递减的原则应用于实际缠绕过程中。

　　NOL环是一种单向纤维缠绕成型的复合材料环形试验件，其性能的好坏可以衡量纤维与树脂基体间的界面浸润性、粘接性以及在受力状态下传递力能力大小，可为纤维缠绕压力容器提供最基础的工艺参数。同时通过NOL环的断裂方式也可以用于反映复合材料的界面性能。某配方体系的NOL环断裂方式是整个复合材料齐断，界面性能好，需要更高的拉伸强度才能使NOL环断裂，另一配方体系的NOL环断裂时脱环现象明显，说明该配方的树脂基体与碳纤维的界面结合性能较差。

　　通过计算与分析，缠绕角为17.46°较为适宜，此时缠绕层壁厚为1.78mm,缠绕层数为18层。在缠绕过程中必须控制缠绕张力由内到外逐层递减，即每缠绕一次纵向层递减3N。同时测试结果表明选用的树脂体系综合性能优异，适合用作缠绕压力气瓶的树脂基体。对依据设计计算结果缠绕的压力气瓶进行检测试验，水压爆破压力为32MPa，循环压力（上限为18MPa,下限为2MPa）下10000次无泄漏，满足缠绕气瓶的设计要求。

　　阅读延伸：《碳纤维缠绕铝内衬压力容器的耐压仿真分析》