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。本书共分三篇，主要介绍了金属-金属复合材料、金属-非金属复合材料、全复合材料压力容器的成型、制造、力学分析等，每篇最后列举一个典型容器，进行详细分析。本书可供有关专业技术人员参考，同时可作为高等院校相关专业的研究生教材。

郑传祥，1968年生，浙江绍兴人，浙江大学能源工程学院教授、博士生导师。

1995年获得浙江大学工学博士学位；2008年公派赴美国斯坦福大学留学，师从美国工程院院士、斯坦福大学终身教授Stephen W. Tsai。主要从事复合材料压力容器结构与强度计算方面的研究，研究成果广泛应用于航空航天、高压储氢、水下舰艇等领域。作为项目负责人主持国家863项目、国家重大基础研究项目子项目、国家“十五”重大科技攻关项目子项目、浙江省重大科技专项项目等各类项目十余项。

绪论001

参考文献004

第1篇金属-金属复合材料压力容器005

第1章概述006

1.1金属-金属复合材料技术进展006

1.2压力容器受力特点008

参考文献010

第2章钢复合材料强度与力学基础011

2.1复合钢板概述011

2.2复合钢板的分类及应用012

2.3复合钢板的制造013

2.4弹性力学分析016

参考文献026

第3章复合钢板压力容器设计、制造与检验027

3.1复合钢板压力容器的设计027

3.2复合钢板压力容器的制造029

3.3复合钢板压力容器的附件033

3.4复合钢板压力容器的检验034

参考文献035

第4章典型应用实例036

4.1钢带缠绕钢复合结构压力容器036

4.2钢带缠绕筒体的应力和强度042

4.3设计、制造与应用046

4.4应用实例049

参考文献052

第2篇金属-非金属复合材料压力容器053

第5章金属-非金属复合材料及应用054

5.1复合材料技术进展054

5.2复合材料的应用058

5.3金属-非金属复合材料的制造065

5.4金属-非金属复合材料标准068

5.5金属-非金属复合材料压力容器结构070

参考文献073

第6章力学分析074

6.1复合材料的力学性能074

6.2复合材料层合板的力学性能107

6.3复合材料网格理论分析137

参考文献154

第7章金属-非金属复合材料压力容器设计、制造与检验155

7.1金属-非金属复合材料压力容器的设计155

7.2内衬制造与检验164

7.3复合层制造工艺166

7.4附件设计172

7.5容器检验172

参考文献173

第8章有限元应用分析174

8.1有限元法概述174

8.2各向异性材料的有限元问题177

8.3金属-非金属复合材料压力容器的有限元分析185

参考文献190

第9章金属-非金属复合材料疲劳191

9.1复合材料的疲劳过程191

9.2金属-非金属复合材料压力容器疲劳分析202

参考文献207

第10章典型应用实例208

10.1碳纤维环向缠绕金属内衬复合材料容器设计与制造208

10.2碳纤维全缠绕铝合金内衬高压储氢容器设计217

参考文献233

第3篇全复合材料压力容器235

第11章全复合材料压力容器236

11.1全复合材料压力容器技术现状与特点236

11.2全复合材料压力容器设计239

参考文献245

第12章全复合材料压力容器强度分析246

12.1Ⅳ型气瓶内衬的强度分析246

12.2全复合材料压力容器的应力分析249

参考文献249

第13章全复合材料容器的制造251

13.1有内衬全复合材料压力容器的制造与检验251

13.2无内衬全复合材料压力容器的设计与制造255

参考文献256

第14章全复合材料压力容器典型应用实例257

14.1高压储氢气瓶设计257

14.2高压储氢气瓶制造与检验272

参考文献276

第15章MIC-MAC应用及D-D设计277

15.1MIC-MAC功能介绍277

15.2Double-Double设计281

参考文献287

附录常用汉英名词对照索引288

复合材料的种类数不胜数，但均可以归类到金属-金属、金属-非金属、全复合材料这三大类中。

复合材料压力容器将材料科学、力学、加工制造学、计算机科学等结合，是压力容器中的一个重要分支。由于压力容器特殊的应力状态和工作环境，对材料的强度指标、塑韧性指标、抗疲劳性能、抗应力腐蚀、耐热性能、耐腐蚀性能以及失效方式等均有特殊的要求，出于安全考虑，对其设计、制造与检验、在役检验等均有专门要求，本书均有介绍。

本次修订在内容上做了一些调整，充实了近十年来复合材料的新技术、新标准，以及作者的研究成果。第1篇进行了较大的删减，对已经有很多参考资料的内容进行了压缩。第2篇主要增加了国内外最新复合材料容器（气瓶）方面的最新标准；在CAD/CAE/CAM等技术方面，增加了缠绕成型技术及仿真计算的内容，并以碳纤维缠绕铝合金内衬复合材料高压储氢容器作为典型容器加以说明。第3篇增加了Ⅴ型气瓶的最新设计技术和标准，尤其是在氢能方面的应用进行了分析；新增了国外Ⅵ型气瓶的最新技术介绍和案例分析；最后列举塑料内衬碳纤维缠绕高压储氢气瓶作为典型容器加以说明。本书中的典型设计案例均为工程中实际应用的案例，对从事有关压力容器设计的科技人员，有一定的参考价值。

本书由浙江大学郑传祥编著。在此衷心感谢美国斯坦福大学终身教授、美国工程院院士Stephen W.Tsai百忙当中为本书写了序。全书的文字、图片由戴煜宸、林娇、王振宇、卢锦杰进行整理，对他们的辛勤劳动表示感谢。

限于作者的知识水平，书中不当之处在所难免，希望广大读者不吝指教。

郑传祥

2022年5月于杭州