70 MPa车载Ⅳ型储氢气瓶铺层设计与实验验证

为了准确预测封头纤维厚度和改善封头纤维堆积,采用理论分析、有限元模拟和实验验证相结合的方式,提出了一种结合三次样条函数封头厚度预测法与扩孔缠绕工艺的碳纤维全缠绕复合材料气瓶铺层设计方法。根据设计结果,基于ANSYS ACP软件建立了工作压力70 MPa的塑料内胆复合材料气瓶有限元模型,分析了气瓶复合材料层在公称工作压力和最小爆破压力下的受力情况。以三维Hashin失效准则作为复合材料失效判据,采用Camanho提出的单元刚度退化方案,对复合材料气瓶进行渐进失效分析,从而预测了气瓶最终爆破压力和爆破位置。进行了气瓶水压爆破实验,实验结果表明：气瓶在未爆破的情况下已能承载158.75 MPa的压力,验证了该铺层方法能够满足静强度要求;实验结果未能验证渐进失效分析预测的爆破压力165.71 MPa和爆破失效位置。研究成果可为70 MPa车载塑料内胆复合材料气瓶的研发提供依据。     

基于Tsai-Wu失效准则的复合材料气瓶爆破压力预测与试验验证

针对车载CNG复合材料气瓶,根据网格理论设计了碳纤维在气瓶的封头段与筒身段的缠绕角度与厚度,并利用ANSYS APDL语言实现了碳纤维在封头段的变角度与变厚度缠绕,建立了复合材料气瓶三维有限元分析模型,利用该有限元模型进行了各种内压工况下的强度分析,并基于Tsai-Wu失效准则,得出复合材料层的破坏因子,预测了该气瓶的爆破压力与爆破位置并通过爆破试验验证了有限元计算的正确性。结果表明,该复合材料气瓶爆破内压为67 MPa,爆破位置在筒身段与封头段的过渡处,并沿筒身段扩展。     

铝内胆碳纤维全缠绕气瓶疲劳应变监测方法

针对气瓶疲劳过程中出现的泄露爆炸等安全问题,以20 MPa作为最大压力,对铝内胆碳纤维全缠绕气瓶进行了应变疲劳监测试验,直至气瓶疲劳失效.为了排除气瓶疲劳过程中温度因素对试验结果的影响,同时也对温度信号进行了采集,采用回归分析进行温度效应分离,得到了铝内胆碳纤维全缠绕气瓶应变的真实变化情况.研究结果表明:采用应变片对铝...     

“油改气”的发展现状与现实思考

由于天然气等能源的大力开发,油价的上涨和燃油导致尾气排放对环境的污染,致使一段时间“油改气”数量不断攀升,改装后的燃气汽车使用的气瓶主要有三种:(汽车用压缩天然气钢瓶[车用CNG钢瓶]、车用液化石油气钢瓶[车用LPG钢瓶]、车用压缩天然气钢质内胆环向缠绕气瓶[车用CNG缠绕瓶]),这其中以车用CNG缠绕瓶居多。现今,随着社会的发展,“油改气”已没有昔日的辉煌。     

纤维缠绕复合材料气瓶研究进展

纤维缠绕复合材料气瓶具有高比强度和比模量、抗疲劳、抗腐蚀等优点,已经成为研究的焦点.文中分析了纤维缠绕复合材料气瓶在国内外的研究进展,并进行了归纳总结,主要内容包括:纤维缠绕复合材料气瓶的国内外标准、制造过程中应考虑的主要因素、失效准则、失效模式以及优化设计.通过对比发现,Tsai-Wu失效准则预测的失效压力与实验值最接近.提出了一些预防复合材料气瓶失效的措施,对气瓶的安全使用有一定的借鉴作用.最后指出了未来研究的重点.     

基于有限元的混凝土泵管爆破压力研究

目的 研究泵管截面偏心变形和磨损缺陷对混凝土泵管爆破压力的影响,避免泵管在尚未到达使用寿命前发生爆管事故.方法 采用三维非线性有限元分析计算了混凝土泵管截面的偏心程度与磨损缺陷几何尺寸对混凝土泵管爆破压力的影响,并将模拟结果与经验公式计算结果及管道爆破试验数据进行对比分析.结果 泵管的截面偏心度、磨损深度对爆破压力影响...     

压缩天然气气瓶超压泄放装置爆破及疲劳特性实验研究

建立了超压泄放装置的疲劳实验平台,研究了压缩天然气(CNG)气瓶采用的爆破片与易熔塞组合泄放装置的爆破及疲劳性能。结果表明:易熔塞的结构决定了装置能否正常泄放;爆破片操作比和压环圆角的大小是影响装置疲劳性能的重要因素。国内外标准规定的超压泄放装置结构均存在很大安全隐患,因此装置必须进行相应的改进。     

基于整体式模型的钢筋混凝土结构爆破拆除定向倒塌数值模拟

利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,采用MAT96和整体式模型对钢筋混凝土结构定向爆破拆除进行数值仿真研究. 基于计算结果分析了钢筋混凝土机构在倒塌过程中的前冲、后坐、鼓胀,并对整个倒塌过程做出了定量描述. 通过与黑白水酒店大楼爆破拆除工程的对比表明,模拟结果较好地符合了实际测量情况.      

有限元法对车载钢制天然气瓶疲劳分析

该文首先系统地阐述了基于疲劳损伤理论的气瓶寿命的计算方法;再针对车用钢制天然气气瓶使用过程中会对气瓶强度产生影响的因素进行探讨;最后在某型车用气瓶强度分析的基础上依据损伤理论以及计算方法给出了该型气瓶的使用寿命情况,同时也系统地分析了一些使用因素对气瓶寿命的影响。该计算方法与分析过程可以为车用天然气气瓶的安全使用以及检测提供理论基础和依据。     

气瓶水套法压力试验

文中介绍了压缩气体气瓶生产及检验中压力试验的常用方法,对检验过程中出现的问题及处理方法和温度对试验结果的影响进行了详细的论述,对水套法压力实验系统的设计,系统的校验,系统的误差对试验结果的影响进行了分析。