Οι τυποποιημένες δεξαμενές επίπεδης πλατφόρμας για BEVs και FCEVs χρησιμοποιούν θερμοπλαστικά και θερμοσκληρυνόμενα σύνθετα υλικά με κατασκευή σκελετού που παρέχει 25% περισσότερη αποθήκευση H2. #hydrogen #trends
Μετά από μια συνεργασία με τη BMW έδειξε ότι μια κυβική δεξαμενή θα μπορούσε να προσφέρει υψηλότερη ογκομετρική απόδοση από ό, τι πολλοί μικροί κύλινδροι, το Τεχνικό Πανεπιστήμιο του Μονάχου ξεκίνησε ένα έργο για την ανάπτυξη σύνθετης δομής και μια κλιμακωτή διαδικασία παραγωγής για σειριακή παραγωγή. Πιστωτική εικόνα: Tu Dresden (κορυφή), Τεχνικό Πανεπιστήμιο του Μονάχου, Τμήμα Σύνθετων Ανοικτών (LCC)
Τα ηλεκτρικά οχήματα κυψελών καυσίμου (FCEVs) που τροφοδοτούνται με υδρογόνο μηδενικής εκπομπής (H2) παρέχουν πρόσθετα μέσα για την επίτευξη μηδενικών περιβαλλοντικών στόχων. Ένα αυτοκίνητο επιβατών κυψελών καυσίμου με κινητήρα H2 μπορεί να γεμίσει σε 5-7 λεπτά και έχει μια σειρά 500 χλμ., Αλλά είναι επί του παρόντος πιο ακριβό λόγω των χαμηλών όγκων παραγωγής. Ένας τρόπος για να μειωθεί το κόστος είναι η χρήση μιας τυποποιημένης πλατφόρμας για μοντέλα BEV και FCEV. Αυτό δεν είναι επί του παρόντος εφικτό επειδή οι κυλινδρικές δεξαμενές τύπου 4 που χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση συμπιεσμένου αερίου H2 (CGH2) σε 700 bar σε FCEVs δεν είναι κατάλληλα για τα διαμερίσματα μπαταριών κάτω του σώματος που έχουν σχεδιαστεί προσεκτικά για ηλεκτρικά οχήματα. Ωστόσο, τα δοχεία πίεσης με τη μορφή μαξιλαριών και κύβων μπορούν να χωρέσουν σε αυτόν τον επίπεδο χώρο συσκευασίας.
Δίπλωμα ευρεσιτεχνίας US5577630A για το "σύνθετο δοχείο συμμόρφωσης πίεσης", την εφαρμογή που κατατέθηκε από την Thiokol Corp. το 1995 (αριστερά) και το ορθογώνιο δοχείο πίεσης που κατοχυρώθηκε από τη BMW το 2009 (δεξιά).
Το Τμήμα Σύνθετων Ανοικτών (LCC) του Τεχνικού Πανεπιστημίου του Μονάχου (TUM, Μόναχο, Γερμανία) συμμετέχει σε δύο έργα για την ανάπτυξη αυτής της έννοιας. Το πρώτο είναι το Polymers4hydrogen (P4H), με επικεφαλής το Κέντρο Ικανότητας LEOBEN Polymer (PCCL, Leoben, Austria). Το πακέτο εργασιών LCC καθοδηγείται από τον συνάδελφό της Elizabeth Glace.
Το δεύτερο έργο είναι το περιβάλλον επίδειξης και ανάπτυξης υδρογόνου (Hydden), όπου η LCC καθοδηγείται από τον ερευνητή Christian Jaeger. Και οι δύο στοχεύουν στη δημιουργία μιας μεγάλης κλίμακας επίδειξης της διαδικασίας κατασκευής για την κατασκευή μιας κατάλληλης δεξαμενής CGH2 χρησιμοποιώντας σύνθετα ινών άνθρακα.
Υπάρχει περιορισμένη ογκομετρική απόδοση όταν οι κύλινδροι μικρής διαμέτρου εγκαθίστανται σε κύτταρα επίπεδης μπαταρίας (αριστερά) και σε κυβικά δοχεία πίεσης τύπου 2 από χαλύβδινα επενδύσεις και ένα σύνθετο εξωτερικό κέλυφος από ίνες άνθρακα/εποξειδικά (δεξιά). Πηγή εικόνας: Τα Σχήματα 3 και 6 προέρχονται από την "αριθμητική προσέγγιση σχεδιασμού για το σκάφος πλαισίου πίεσης τύπου II με εσωτερικά πόδια έντασης" από τους Ruf και Zaremba et al.
Το P4H έχει κατασκευάσει μια πειραματική δεξαμενή κύβου που χρησιμοποιεί ένα θερμοπλαστικό πλαίσιο με σύνθετες ιμάντες τάσης/αντηρίδες τυλιγμένα σε ενισχυμένες με ίνες άνθρακα εποξειδική. Το Hydden θα χρησιμοποιήσει παρόμοιο σχέδιο, αλλά θα χρησιμοποιήσει αυτόματη διάταξη ινών (AFP) για την κατασκευή όλων των θερμοπλαστικών σύνθετων δεξαμενών.
Από την αίτηση διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας της Thiokol Corp. στο "σύνθετο σκάφος συμμόρφωσης πίεσης" το 1995 με το γερμανικό δίπλωμα ευρεσιτεχνίας DE19749950C2 το 1997, τα συμπιεσμένα αγγεία αερίου "μπορεί να έχουν οποιαδήποτε γεωμετρική διαμόρφωση", αλλά κυρίως επίπεδη και ακανόνιστα σχήματα, σε μια κοιλότητα που συνδέεται με την υποστήριξη του κελύφους . Τα στοιχεία χρησιμοποιούνται έτσι ώστε να μπορούν να αντέξουν τη δύναμη επέκτασης του αερίου.
Ένα χαρτί του Εθνικού Εργαστηρίου (LLNL) του Lawrence του 2006 περιγράφει τρεις προσεγγίσεις: ένα δοχείο συμμόρφωσης πίεσης του νήματος, ένα δοχείο πίεσης μικροεπιχειρησιακών που περιέχει μια εσωτερική δομή ορθορομβικής πλέγμα και ένα δοχείο αναπαραγωγής, που αποτελείται από μια εσωτερική δομή που αποτελείται από κολλημένα μικρά μέρη (π.χ. εξαγωνικά πλαστικά δαχτυλίδια) και Μια σύνθεση λεπτού δέρματος εξωτερικού κελύφους. Τα διπλά δοχεία ταιριάζουν καλύτερα για μεγαλύτερα δοχεία όπου μπορεί να είναι δύσκολο να εφαρμοστούν οι παραδοσιακές μέθοδοι.
Το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας DE102009057170A που κατατέθηκε από την Volkswagen το 2009 περιγράφει ένα δοχείο πίεσης τοποθετημένο σε όχημα το οποίο θα παρέχει υψηλή απόδοση βάρους, βελτιώνοντας παράλληλα τη χρήση του χώρου. Οι ορθογώνιες δεξαμενές χρησιμοποιούν συνδέσμους τάσης μεταξύ δύο ορθογώνιων αντίθετων τοίχων και οι γωνίες είναι στρογγυλεμένες.
Οι παραπάνω και άλλες έννοιες αναφέρονται από τον Gleiss στο χαρτί "Ανάπτυξη διεργασιών για πλοία κυβικών πιέσεων με ραγάδες" από τους Gleiss et al. στο ECCM20 (26-30 Ιουνίου 2022, Lausanne, Ελβετία). Σε αυτό το άρθρο, αναφέρει μια μελέτη TUM που δημοσιεύθηκε από τον Michael Roof και το Sven Zaremba, το οποίο διαπίστωσε ότι ένα κυβικό δοχείο πίεσης με στύλους τάσης που συνδέουν ορθογώνιες πλευρές είναι πιο αποτελεσματικές από αρκετούς μικρούς κυλίνδρους που ταιριάζουν στο χώρο μιας επίπεδης μπαταρίας, παρέχοντας περίπου 25 % Περισσότερα. αποθηκευτικός χώρος.
Σύμφωνα με τον Gleiss, το πρόβλημα με την εγκατάσταση ενός μεγάλου αριθμού μικρών κυλίνδρων τύπου 4 σε μια επίπεδη περίπτωση είναι ότι "ο όγκος μεταξύ των κυλίνδρων μειώνεται σημαντικά και το σύστημα έχει επίσης μια πολύ μεγάλη επιφάνεια διαπερατότητας αερίου H2. Συνολικά, το σύστημα παρέχει λιγότερη χωρητικότητα αποθήκευσης από τα κυβικά βάζα. "
Ωστόσο, υπάρχουν και άλλα προβλήματα με τον κυβικό σχεδιασμό της δεξαμενής. "Προφανώς, λόγω του συμπιεσμένου αερίου, πρέπει να εξουδετερώσετε τις δυνάμεις κάμψης στους επίπεδες τοίχους", δήλωσε ο Gleiss. "Για αυτό, χρειάζεστε μια ενισχυμένη δομή που συνδέεται εσωτερικά με τους τοίχους της δεξαμενής. Αλλά αυτό είναι δύσκολο να κάνει με σύνθετα υλικά. "
Η Glace και η ομάδα της προσπάθησαν να ενσωματώσουν ενισχυτικές ράβδοι έντασης στο δοχείο πίεσης με τρόπο που θα ήταν κατάλληλος για τη διαδικασία περιέλιξης του νήματος. "Αυτό είναι σημαντικό για την παραγωγή μεγάλου όγκου", εξηγεί, "και επίσης μας επιτρέπει να σχεδιάσουμε το πρότυπο περιέλιξης των τοιχωμάτων των εμπορευματοκιβωτίων για να βελτιστοποιήσουμε τον προσανατολισμό των ινών για κάθε φορτίο στη ζώνη".
Τέσσερα βήματα για να δημιουργήσετε μια δοκιμαστική κυβική σύνθετη δεξαμενή για το έργο P4H. Πιστωτική εικόνα: "Ανάπτυξη μιας διαδικασίας παραγωγής για πλοία κυβικών πίεσης με Brace", Τεχνικό Πανεπιστήμιο του Μονάχου, Project Polymers4hydrogen, ECCM20, Ιούνιος 2022.
Για να επιτευχθεί η αλυσίδα, η ομάδα έχει αναπτύξει μια νέα ιδέα που αποτελείται από τέσσερα κύρια βήματα, όπως φαίνεται παραπάνω. Οι στροφές τάσης, που φαίνονται με μαύρο χρώμα στα βήματα, είναι μια προκατασκευασμένη δομή πλαισίου που κατασκευάζεται χρησιμοποιώντας μεθόδους που λαμβάνονται από το έργο Mai Skelett. Για αυτό το έργο, η BMW ανέπτυξε ένα πλαίσιο "πλαισίου" του παρμπρίζ, χρησιμοποιώντας τέσσερις ράβδοι παλμών ενισχυμένες από ίνες, οι οποίες στη συνέχεια διαμορφώθηκαν σε πλαστικό πλαίσιο.
Το πλαίσιο μιας πειραματικής κυβικής δεξαμενής. Εξαγώδη σκελετικά τμήματα 3D τυπωμένα από το TUM χρησιμοποιώντας μη ενισχυμένο νήμα PLA (κορυφή), εισάγοντας ράβδοι παλμών CF/PA6 ως τιράντες τάσης (μεσαία) και στη συνέχεια τυλίγοντας το νήμα γύρω από τα τιράντες (κάτω). Πιστωτική εικόνα: Τεχνικό Πανεπιστήμιο του Μονάχου LCC.
"Η ιδέα είναι ότι μπορείτε να χτίσετε το πλαίσιο μιας κυβικής δεξαμενής ως αρθρωτή δομή", δήλωσε ο Glace. "Αυτές οι ενότητες τοποθετούνται στη συνέχεια σε ένα εργαλείο χύτευσης, οι αντηρίδες τάσης τοποθετούνται στις ενότητες πλαισίου και στη συνέχεια χρησιμοποιείται η μέθοδος του Mai Skelett γύρω από τις αντηρίδες για να τα ενσωματώσει με τα μέρη του πλαισίου". Μέθοδος μαζικής παραγωγής, με αποτέλεσμα μια δομή που στη συνέχεια χρησιμοποιείται ως άξονας ή πυρήνας για να τυλίξει το σύνθετο κέλυφος της δεξαμενής αποθήκευσης.
Το Tum σχεδίασε το πλαίσιο της δεξαμενής ως κυβικό "μαξιλάρι" με συμπαγείς πλευρές, στρογγυλεμένες γωνίες και εξαγωνικό μοτίβο στην κορυφή και στο κάτω μέρος μέσω του οποίου μπορούν να εισαχθούν και να συνδεθούν οι δεσμοί. Οι τρύπες για αυτά τα ράφια ήταν επίσης 3D τυπωμένα. "Για την αρχική μας πειραματική δεξαμενή, εμείς 3D τυπωμένα τμήματα εξαγωνικού πλαισίου χρησιμοποιώντας πολυλακτικό οξύ [PLA, ένα βιολογικό θερμοπλαστικό] επειδή ήταν εύκολο και φθηνό", δήλωσε ο Glace.
Η ομάδα αγόρασε 68 ράβδους πολυαμιδίου ενισχυμένου άνθρακα από ανθρακονήματα από άνθρακα από άνθρακα (Meitingen, Germany) για χρήση ως δεσμοί. "Για να δοκιμάσουμε την έννοια, δεν κάναμε καμία χύτευση", λέει ο Gleiss, "αλλά απλά εισήγαγε διαχωριστικά σε ένα 3D τυπωμένο πλαίσιο πυρήνα κηρήθρας και τα κολλήσαμε με εποξειδική κόλλα. Αυτό παρέχει στη συνέχεια έναν άξονα για την περιέλιξη της δεξαμενής. " Σημειώνει ότι αν και αυτές οι ράβδοι είναι σχετικά εύκολο να ανέβουν, υπάρχουν κάποια σημαντικά προβλήματα που θα περιγραφούν αργότερα.
"Στο πρώτο στάδιο, ο στόχος μας ήταν να αποδείξουμε την παραγωγή του σχεδιασμού και να εντοπίσουμε προβλήματα στην έννοια της παραγωγής", εξήγησε ο Gleiss. "Έτσι, οι αντηρίδες τάσης προεξέχουν από την εξωτερική επιφάνεια της σκελετικής δομής και συνδέουμε τις ίνες άνθρακα σε αυτόν τον πυρήνα χρησιμοποιώντας την περιέλιξη υγρού νήματος. Μετά από αυτό, στο τρίτο βήμα, λυγίζουμε το κεφάλι κάθε ράβδου. Θερμοπλαστική, οπότε χρησιμοποιούμε μόνο τη θερμότητα για να αναμορφώσουμε το κεφάλι έτσι ώστε να ισοπεδώνει και να κλειδώνει στο πρώτο στρώμα περιτύλιξης. Στη συνέχεια προχωράμε ξανά στη δομή, έτσι ώστε η επίπεδη ώθηση να είναι γεωμετρικά περικλείεται μέσα στη δεξαμενή. Laminate στους τοίχους.
Διαχωριστικό καπάκι για περιέλιξη. Το TUM χρησιμοποιεί πλαστικά καλύμματα στα άκρα των ράβδων τάσης για να εμποδίσει τις ίνες να μπερδευτούν κατά τη διάρκεια της περιέλιξης του νήματος. Πιστωτική εικόνα: Τεχνικό Πανεπιστήμιο του Μονάχου LCC.
Ο Glace επανέλαβε ότι αυτή η πρώτη δεξαμενή ήταν μια απόδειξη της έννοιας. "Η χρήση της 3D εκτύπωσης και της κόλλας ήταν μόνο για αρχικές δοκιμές και μας έδωσε μια ιδέα για μερικά από τα προβλήματα που αντιμετωπίσαμε. Για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια της περιέλιξης, τα νήματα πιάστηκαν από τα άκρα των ράβδων τάσης, προκαλώντας θραύση ινών, βλάβη από ίνες και μειώνοντας την ποσότητα ινών για να αντιμετωπίσει αυτό. Χρησιμοποιήσαμε μερικά πλαστικά καλύμματα ως βοηθήματα κατασκευής που τοποθετήθηκαν στους πόλους πριν από το πρώτο βήμα. Τότε, όταν κατασκευάστηκαν τα εσωτερικά ελασματοποιημένα, αφαιρέσαμε αυτά τα προστατευτικά καπάκια και αναδιαμορφώσαμε τα άκρα των πόλων πριν από την τελική περιτύλιξη ».
Η ομάδα πειραματίστηκε με διάφορα σενάρια ανακατασκευής. "Εκείνοι που κοιτάζουν γύρω από την εργασία το καλύτερο", λέει η Grace. "Επίσης, κατά τη διάρκεια της φάσης πρωτότυπου, χρησιμοποιήσαμε ένα τροποποιημένο εργαλείο συγκόλλησης για να εφαρμόσουμε θερμότητα και να αναμορφώσουμε τα άκρα της ράβδου σύνδεσης. Σε μια έννοια μαζικής παραγωγής, θα έχετε ένα μεγαλύτερο εργαλείο που μπορεί να διαμορφώσει και να διαμορφώσει όλα τα άκρα των αντηρίδων σε ένα εσωτερικό φινίρισμα πλαστικοποιημένο ταυτόχρονα. . «
Τα κεφάλια της ράβδου αναμορφώθηκαν. Το TUM πειραματίστηκε με διαφορετικές έννοιες και τροποποίησε τις συγκολλήσεις για να ευθυγραμμίσει τα άκρα των σύνθετων δεσμών για την τοποθέτηση στο πλαστικό τοίχωμα της δεξαμενής. Πιστωτική εικόνα: "Ανάπτυξη μιας διαδικασίας παραγωγής για πλοία κυβικών πίεσης με Brace", Τεχνικό Πανεπιστήμιο του Μονάχου, Project Polymers4hydrogen, ECCM20, Ιούνιος 2022.
Έτσι, το laminate θεραπεύεται μετά το πρώτο βήμα περιέλιξης, οι θέσεις αναμορφώνονται, το TUM ολοκληρώνει τη δεύτερη περιέλιξη των νηματίων και στη συνέχεια το εξωτερικό τοίχωμα τοιχώματος θεραπεύεται για δεύτερη φορά. Λάβετε υπόψη ότι πρόκειται για σχεδιασμό δεξαμενής τύπου 5, που σημαίνει ότι δεν έχει πλαστική επένδυση ως φράγμα αερίου. Δείτε τη συζήτηση στην επόμενη ενότητα Βήματα παρακάτω.
"Κόβουμε το πρώτο demo σε διατομές και χαρτογραφήσαμε τη συνδεδεμένη περιοχή", δήλωσε ο Glace. "Ένα κοντινό πλάνο δείχνει ότι είχαμε κάποια προβλήματα ποιότητας με το laminate, με τα κεφάλια του δοκού να μην τοποθετούνται επίπεδη στο εσωτερικό laminate".
Επίλυση προβλημάτων με κενά μεταξύ του πλαστικοποιήματος των εσωτερικών και εξωτερικών τοίχων της δεξαμενής. Η τροποποιημένη κεφαλή της ράβδου δημιουργεί ένα κενό μεταξύ της πρώτης και της δεύτερης στροφής της πειραματικής δεξαμενής. Πιστωτική εικόνα: Τεχνικό Πανεπιστήμιο του Μονάχου LCC.
Αυτή η αρχική δεξαμενή 450 x 290 x 80mm ολοκληρώθηκε το περασμένο καλοκαίρι. "Από τότε έχουμε σημειώσει μεγάλη πρόοδο, αλλά εξακολουθούμε να έχουμε ένα χάσμα μεταξύ εσωτερικού και εξωτερικού πλαστικού", δήλωσε ο Glace. "Έτσι προσπαθήσαμε να γεμίσουμε αυτά τα κενά με μια καθαρή, υψηλή ρητίνη ιξώδους. Αυτό βελτιώνει πραγματικά τη σύνδεση μεταξύ των καρφιών και του πλαστικού, το οποίο αυξάνει σημαντικά το μηχανικό στρες. "
Η ομάδα συνέχισε να αναπτύσσει το σχεδιασμό και τη διαδικασία της δεξαμενής, συμπεριλαμβανομένων των λύσεων για το επιθυμητό πρότυπο περιέλιξης. "Οι πλευρές της δεξαμενής δοκιμής δεν ήταν πλήρως καμπυλωμένες επειδή ήταν δύσκολο για αυτή τη γεωμετρία να δημιουργήσει μια διαδρομή περιέλιξης", εξήγησε ο Glace. "Η αρχική μας γωνία περιέλιξης ήταν 75 °, αλλά γνωρίζαμε ότι χρειάζονταν πολλαπλά κυκλώματα για να καλύψουν το φορτίο σε αυτό το δοχείο πίεσης. Εξακολουθούμε να ψάχνουμε για μια λύση σε αυτό το πρόβλημα, αλλά δεν είναι εύκολο με το λογισμικό που βρίσκεται στην αγορά. Μπορεί να γίνει ένα έργο παρακολούθησης.
"Έχουμε επιδείξει τη σκοπιμότητα αυτής της έννοιας παραγωγής", λέει ο Gleiss, "αλλά πρέπει να εργαστούμε περαιτέρω για να βελτιώσουμε τη σύνδεση μεταξύ του laminate και να αναμορφώσουμε τις ράβδους. "Εξωτερικές δοκιμές σε μια μηχανή δοκιμών. Μπορείτε να τραβήξετε τους αποστάτες από το laminate και να δοκιμάσετε τα μηχανικά φορτία που μπορούν να αντέξουν αυτές οι αρθρώσεις. "
Αυτό το τμήμα του έργου Polymers4hydrogen θα ολοκληρωθεί στο τέλος του 2023, οπότε ο Gleis ελπίζει να ολοκληρώσει τη δεύτερη δεξαμενή επίδειξης. Είναι ενδιαφέρον ότι τα σχέδια σήμερα χρησιμοποιούν τακτοποιημένα ενισχυμένα θερμοπλαστικά στα σύνθετα πλαίσια και θερμοσίτες στα τοιχώματα των δεξαμενών. Θα χρησιμοποιηθεί αυτή η υβριδική προσέγγιση στην τελική δεξαμενή επίδειξης; "Ναι," είπε ο Grace. "Οι συνεργάτες μας στο έργο Polymers4hydrogen αναπτύσσουν εποξειδικές ρητίνες και άλλα σύνθετα υλικά μήτρας με καλύτερες ιδιότητες φραγμού υδρογόνου". Παραθέτει δύο εταίρους που εργάζονται σε αυτό το έργο, το PCCL και το Πανεπιστήμιο του Tampere (Tampere, Φινλανδία).
Η Gleiss και η ομάδα της αντάλλαξαν επίσης πληροφορίες και συζήτησαν ιδέες με τον Jaeger για το δεύτερο έργο Hydden από το LCC Compormal Composite Tank.
"Θα παράγουμε ένα σύμφωνο σκάφος σύνθετης πίεσης για τα ερευνητικά αεροσκάφη", λέει ο Jaeger. "Αυτή είναι μια συνεργασία μεταξύ των δύο τμημάτων της αεροδιαστημικής και γεωδαιτικής υπηρεσίας TUM - LCC και του Τμήματος Τεχνολογίας Ελικόπτερο (HT). Το έργο θα ολοκληρωθεί μέχρι το τέλος του 2024 και ολοκληρώνουμε το δοχείο πίεσης. ένα σχέδιο που είναι περισσότερο μια αεροδιαστημική και αυτοκινητοβιομηχανία προσέγγιση. Μετά από αυτό το αρχικό στάδιο της έννοιας, το επόμενο βήμα είναι να εκτελέσετε λεπτομερή δομική μοντελοποίηση και να προβλέψετε την απόδοση του φραγμού της δομής του τοίχου. "
"Η όλη ιδέα είναι να αναπτυχθεί ένα διερευνητικό drone με ένα υβριδικό σύστημα καυσίμου και συστήματος προώθησης μπαταρίας", συνέχισε. Θα χρησιμοποιήσει την μπαταρία κατά τη διάρκεια φορτίων υψηλής ισχύος (δηλαδή απογείωση και προσγείωση) και στη συνέχεια θα μεταβεί στην κυψέλη καυσίμου κατά τη διάρκεια της κρουαζιέρας φορτίου φωτός. "Η ομάδα HT είχε ήδη ένα ερευνητικό drone και επανασχεδίασε τον κινητήρα για να χρησιμοποιήσει τόσο τις μπαταρίες όσο και τα κύτταρα καυσίμου", δήλωσε ο Yeager. "Αγόρασαν επίσης μια δεξαμενή CGH2 για να δοκιμάσουν αυτή τη μετάδοση."
"Η ομάδα μου είχε επιφορτιστεί με την οικοδόμηση ενός πρωτότυπου δεξαμενής πίεσης που θα ταιριάζει, αλλά όχι λόγω των ζητημάτων συσκευασίας που θα δημιουργούσε μια κυλινδρική δεξαμενή", εξηγεί. "Μια πιο επίπεδη δεξαμενή δεν προσφέρει τόσο μεγάλη αντίσταση στον άνεμο. Έτσι παίρνετε καλύτερη απόδοση πτήσης. " Διαστάσεις δεξαμενής Περίπου. 830 x 350 x 173 mm.
Πλήρως θερμοπλαστική δεξαμενή συμβατή με AFP. Για το έργο του Hydden, η ομάδα LCC στο TUM αρχικά διερεύνησε μια παρόμοια προσέγγιση με εκείνη που χρησιμοποίησε η Glace (παραπάνω), αλλά στη συνέχεια μεταφέρθηκε σε μια προσέγγιση χρησιμοποιώντας ένα συνδυασμό πολλών δομικών μονάδων, οι οποίες στη συνέχεια χρησιμοποιήθηκαν χρησιμοποιώντας AFP (παρακάτω). Πιστωτική εικόνα: Τεχνικό Πανεπιστήμιο του Μονάχου LCC.
"Μια ιδέα είναι παρόμοια με την προσέγγιση της Elisabeth [Gleiss]", λέει ο Yager, "να εφαρμόσει τιράντες έντασης στο τοίχωμα του σκάφους για να αντισταθμίσει τις υψηλές δυνάμεις κάμψης. Ωστόσο, αντί να χρησιμοποιούμε μια διαδικασία περιέλιξης για να φτιάξουμε τη δεξαμενή, χρησιμοποιούμε AFP. Ως εκ τούτου, σκεφτήκαμε να δημιουργήσουμε ένα ξεχωριστό τμήμα του σκάφους πίεσης, στο οποίο τα ράφια είναι ήδη ενσωματωμένα. Αυτή η προσέγγιση μου επέτρεψε να συνδυάσω αρκετές από αυτές τις ολοκληρωμένες ενότητες και στη συνέχεια να εφαρμόσω ένα τελικό καπάκι για να σφραγίσω τα πάντα πριν από την τελική περιέλιξη AFP. "
"Προσπαθούμε να ολοκληρώσουμε μια τέτοια έννοια", συνέχισε, "και επίσης αρχίζει να δοκιμάζει την επιλογή των υλικών, η οποία είναι πολύ σημαντική για να εξασφαλιστεί η απαραίτητη αντίσταση στη διείσδυση αερίου H2. Γι 'αυτό, χρησιμοποιούμε κυρίως θερμοπλαστικά υλικά και εργαζόμαστε σε διάφορα πώς το υλικό θα επηρεάσει αυτή τη συμπεριφορά διαπερατότητας και την επεξεργασία στο μηχάνημα AFP. Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε εάν η θεραπεία θα έχει αποτέλεσμα και εάν απαιτείται μετα-επεξεργασία. Θέλουμε επίσης να μάθουμε εάν διαφορετικές στοίβες θα επηρεάσουν τη διείσδυση υδρογόνου μέσω του δοχείου πίεσης. "
Η δεξαμενή θα είναι εξ ολοκλήρου κατασκευασμένη από θερμοπλαστικό και οι λωρίδες θα παρέχονται από την Teijin Carbon Europe GmbH (Wuppertal, Γερμανία). "Θα χρησιμοποιήσουμε τα υλικά τους PPS [πολυφαινυλένιο σουλφίδιο], Peek [πολυαιθένης κετόνη] και LM Paek [χαμηλής τήξης πολυαρύλης κετόνης]", δήλωσε ο Yager. "Στη συνέχεια γίνονται συγκρίσεις για να δούμε ποιο είναι το καλύτερο για την προστασία διείσδυσης και την παραγωγή εξαρτημάτων με καλύτερη απόδοση." Ελπίζει να ολοκληρώσει τις δοκιμές, τη δομική μοντελοποίηση και τη μοντελοποίηση των διαδικασιών και τις πρώτες διαδηλώσεις εντός του επόμενου έτους.
Οι ερευνητικές εργασίες διεξήχθησαν στο πλαίσιο της ενότητας Comet "Polymers4hydrogen" (ID 21647053) στο πλαίσιο του προγράμματος Comet του Ομοσπονδιακού Υπουργείου Κλιματικής Αλλαγής, του Περιβάλλοντος, της Ενέργειας, της Κινητικότητας, της Καινοτομίας και της Τεχνολογίας και του Ομοσπονδιακού Υπουργείου Ψηφιακής Τεχνολογίας και Οικονομικών. . Οι συγγραφείς ευχαριστούν τους συμμετέχοντες συνεργάτες του Κέντρου Αρμοδιών Πολυμερών Leoben GmbH (PCCL, Αυστρία), Montanuniversitaet Leoben (Τμήμα Μηχανικών Πολυμερών και Επιστημών, Τμήμα Χημείας Υλικών Πολυμερών, Τμήμα Επιστήμης Υλικών και Πολυμερών Δοκιμών), Πανεπιστήμιο Tampere (Σχολή Μηχανικών Υλικά). ) Η επιστήμη), η τεχνολογία αιχμής και η Faurecia συνέβαλαν σε αυτό το ερευνητικό έργο. Το Comet-Modul χρηματοδοτείται από την κυβέρνηση της Αυστρίας και την κυβέρνηση της πολιτείας της Στυρίας.
Τα προ-ενισχυμένα φύλλα για δομές που φέρουν φορτίο περιέχουν συνεχείς ίνες-όχι μόνο από γυαλί, αλλά και από άνθρακα και αραμμί.
Υπάρχουν πολλοί τρόποι για να δημιουργήσετε σύνθετα μέρη. Επομένως, η επιλογή της μεθόδου για ένα συγκεκριμένο μέρος θα εξαρτηθεί από το υλικό, το σχεδιασμό του τμήματος και την τελική χρήση ή εφαρμογή. Εδώ είναι ένας οδηγός επιλογής.
Τα σύνθετα υλικά της Shocker και η R & M International αναπτύσσουν μια ανακυκλωμένη αλυσίδα εφοδιασμού από ίνες άνθρακα που παρέχει μηδενική σφαγή, χαμηλότερο κόστος από τις παρθένες ίνες και τελικά θα προσφέρει μήκη που προσεγγίζουν τις συνεχείς ίνες σε δομικές ιδιότητες.
Χρόνος δημοσίευσης: Μαρ-15-2023