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混杂纤维CNG2气瓶有限元分析及疲劳寿命预测谢志刚1,2,陈小芹1,卢旭锦1,张红星31. 汕头职业技术学院机电工程系2. 浙江工业大学化工机械设计研究所3. 嘉兴市特种设备检测院摘 要:推广燃气汽车对于雾霾治理和综合利用清洁能源具有重要意义.在建立碳/玻混杂纤维CNG2气瓶有限元模型的基础上,分析了内胆及纤维层在未经预紧和经过预紧两种情况下的应力差异,通过提取内胆筒体段危险点在载荷历程中的名义应力强度,计算了低周疲劳载荷作用下的局部应力应变,结合Manson-Coffin公式计算得到疲劳寿命.计算结果表明,未经预紧情况下,碳纤维的混入可以使气瓶的疲劳寿命提高7%,同时改善内胆局部应力集中,而经过预紧工艺的混杂纤维气瓶的疲劳寿命则进一步提高19%.关键词:碳/玻混杂纤维;CNG2气瓶;预......
基于渐进损伤的纤维全缠绕铝内胆气瓶自紧工艺章昕,赵建平南京工业大学机械与动力工程学院摘 要:采用渐进损伤的分析方法对纤维全缠绕铝内胆气瓶的力学行为进行分析.基于三维Hashin失效准则,自定义刚度折减方案,编译VUMAT子程序,实现了复合材料层合板损伤的产生和演化过程的模拟.依据经典网格理论并结合实际情况,建立气瓶有限元模型.分析了复合材料层渐进损伤发展和累积的过程,验证了自紧工艺对提高气瓶承载力的必要性,提出了合理的自紧力范围.研究结果表明,损伤发生的顺序或可能性:基体拉伸>拉伸分层>纤维拉伸/基体压缩,且损伤大都从螺旋缠绕层开始.除基体拉伸损伤由封头向筒体发展,由复合材料外层向内层发展,其余损伤大都从筒体中部向两端发展,由内层向外层发展.当自紧力为最大工作压力的1.5~1.65倍时,气......
正火温度对34Mn2V气瓶钢冲击韧性的影响代华云,邓通武,李红光,雷秀华攀钢集团研究院有限公司摘 要:研究了34Mn2V钢经不同温度正火后的力学性能,分析了不同温度正火后材料的组织变化对冲击韧性的影响.实验室及工业试验结果表明,利用适宜的亚温正火可显著提高34Mn2V钢的冲击韧性,实际生产中适当降低正火温度可使34Mn2V钢具有良好的强韧性,满足高压气瓶技术条件的要求.关键词:气瓶钢;34Mn2V;正火温度;组织;冲击韧性;......
不同脱氧剂对气瓶钢洁净度的影响 高锦国1,张立峰2,唐海燕1,姜桂连1,李京社1,杨树峰1 (1.北京科技大学冶金与生态工程学院,北京,100083;2.密苏里科技大学,密苏里州罗拉市,65401,美国;3.天津钢管集团有限公司第二炼钢厂,天津,300301) 摘要:研究使用两种不同脱氧剂对气瓶钢进行脱氧后的连铸坯中显微夹杂物及大颗粒夹杂物的组成,数量以及各工序钢中总氧含量.结果表明:使用硅钙钡锶镁合金对气瓶钢进行脱氧可以减少铸坯中显微夹杂物数量和大颗粒夹杂物数量,并使得铸坯中氧化铝夹杂和钙铝酸盐夹杂明显减少,使得硫化物夹杂和硅铝酸钙盐复合夹杂物增多,但对总氧含量影响不大.使用铝脱氧和硅钙钡锶镁合金脱氧都能将铸坯中总氧的含量控制在12×10-6以下.研究表明硅钙钡镁锶脱氧剂的收得率有待进一步提高. 关键词:气瓶钢; 脱氧剂; 洁净度; 非金属夹杂物; gas bottle......
金属内衬碳纤维全缠绕气瓶的有限元分析祖磊,王继辉,李书欣,汪准武汉理工大学材料科学与工程学院摘 要:本文通过有限元的分析方法,对具有铝合金内衬的碳纤维全缠绕复合材料气瓶的结构进行了剖析,建立了较为合理的复合材料气瓶有限元模型,对气瓶模型的基本建模分析过程进行了阐述和研究.采用ANSYS参数化编程语言(APDL)对复合材料气瓶进行参数化建模,参考美国制定的DOT-CFFC标准<铝内胆碳纤维全缠绕复合气瓶的基本要求>,对公称工作压力,试验压力和最小爆破压力下的碳纤维缠绕铺层和铝合金内衬的各向应力分布进行了数值模拟和计算,并预测了复合材料气瓶的实际爆破压强.关键词:复合材料;碳纤维全缠绕气瓶;铝合金内衬;有限元分析;爆破压强;......
内胆壁厚变化对环缠绕复合气瓶疲劳性能的影响李清婉1,邓贵德2,凌祥1,李伟3,寿比南21. 南京工业大学2. 中国特种设备检测研究院3. 太原理工大学摘 要:受气瓶用无缝钢管壁厚偏差影响,环缠绕复合气瓶内胆实际壁厚可能存在0+30%的变化.内胆实际壁厚变化会影响复合气瓶的自紧效果,从而影响复合气瓶的抗疲劳性能.采用有限元方法对壁厚不同的钢质内胆玻璃纤维环缠绕复合气瓶进行了应力分析.结果表明,随着内胆壁厚增大,相同自紧压力下内胆预压缩应力减小,工作过程中内胆平均应力增大,这会减弱气瓶的抗疲劳性能;但内胆疲劳交变应力幅减小,这对气瓶的抗疲劳性能又有增强作用.因此,分别基于Goodman和SWT平均应力修正方程,对计算所得的平均应力和疲劳交变应力幅进行了等效处理,两种方法所得等效交变应力幅均随内胆壁厚增大而......
自紧压力对车用玻璃纤维环向缠绕气瓶疲劳次数的影响研究成志钢摘 要:运用有限元分析软件,分析了不同的自紧压力对车用玻璃纤维环向缠绕气瓶疲劳次数的影响,采用新的许用应力幅度-循环次数曲线代替JB 4732,对不同自紧压力下的疲劳寿命进行了计算,认为如果不进行自紧处理,无法满足气瓶疲劳试验的要求.关键词:车用玻璃纤维环向缠绕瓶;有限元;应力幅度;疲劳寿命;自紧压力;......
石油液化气瓶炸裂原因分析 张彦文1,吴立新1,张友登1 (1.武汉钢铁集团公司,技术中心,湖北,武汉,430080) 摘要:利用扫描电子显微镜和光学金相显微镜,对15MnHP钢石油液化气钢瓶炸裂断面和组织特征进行了观察与分析.研究认为由于所使用的15MnHP钢中存在典型的磷偏析带,导致了气瓶瓶身脆性开裂现象. 关键词:磷偏析; 脆性断裂; [全文内容正在添加中] ......
新疆某砂岩铀矿CO2+O2加压滚瓶浸出试验研究刘率帅1,王清良1,胡鄂明1,李乾1,桂增杰1,王星星1,阳奕汉2,张勇2,张青林21. 南华大学核资源工程学院2. 中核新疆天山铀业有限公司摘 要:根据CO2+O2地浸采铀工艺技术特点,选取新疆某铀矿山取得的砂岩岩芯铀矿石,自行设计了CO2+O2加压滚瓶浸出试验装置,并进行了室内CO2+O2加压滚瓶浸出试验.结果表明,当CO2+O2总压为2.0 MPa,液固比10:1时,金属铀浸出率达到70%,采用多级浸出和后期加氧化剂强化浸出,铀浸出率达90%以上.说明该矿床铀矿石适合CO2+O2浸出工艺,试验结果可为CO2+O2现场浸出试验和工程设计提供依据和指导.关键词:CO2+O2;地浸采铀;滚瓶试验;加压浸出;......
CNG-2型气瓶缠绕层树脂开裂影响因素研究刘林林,向忠,胡旭东,陆海亮浙江理工大学机械与自动控制学院摘 要:针对CNG气瓶在自紧工艺中缠绕层会产生一定的树脂开裂这一问题,讨论复合材料本身属性对缠绕层树脂开裂的影响.提出一种多尺度建模方法,利用微观力学的方法探讨缠绕层的含胶量和纤维直径对树脂开裂程度的影响.结果表明树脂开裂程度随着含胶量的增大而减少,在企业生产的含胶量范围内,含胶量为34%时树脂开裂程度最小.在含胶量为34%时,利用多尺度模型研究了纤维直径对树脂开裂程度的影响,结果表明纤维直径对树脂开裂程度几乎没有影响.由于含胶量是由缠绕张力控制的,因此合理控制缠绕张力可以减少树脂开裂程度.实验验证了模型的准确性并为研究提供了参考,该研究可为改进CNG-2气瓶生产提供理论依据.关键词......