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汽車用CNG鋼瓶應力與疲勞壽命分析
来源:http://www.zhilianjy.com/news/72.html 發布時間:2014-07-11

通過有限元分析法,验證了計算選用的CNG鋼瓶在熱-固耦合作用下應力滿足GB150要求,在無表面劃痕情況下疲勞壽命滿足GB17258要求。在此前提下,對表面存在劃痕的鋼瓶進行數值模拟研究,結果表明:缺口應力随缺口深度增加而明顯增加,受缺口長度的影響并不顯著鋼瓶的疲勞壽命随環向缺口的加深而遞減

 

天然氣作为一種汽車清潔燃料,正日益受到世界各國的廣泛重視。而天然氣氣瓶中盛裝的壓縮天然氣主要成分是甲烷,屬一級可燃氣體,甲類火災危險性,爆炸極限为5%15%,最小點火能量僅为280kJ,對空氣的相對密度为055,擴散系數为0. 196,燃燒速度快,燃燒熱值高同時,儲存的天然氣自身成分會對鋼瓶造成腐蝕,加上使用環境和方法等因素,如受到劇烈的撞擊或漏氣導致遇火燃燒、爆炸等,都是CNG鋼瓶潛在的危險。

 

對于天然氣鋼瓶的危險性,已進行了大量的研究。聯合研究是其中較为全面的他們對内部帶有半橢圓型裂紋的氣瓶的圓筒中心段金屬襯里進行了建模分析,計算了應力集中因子和裂紋嘴擴展位移讨論了襯里材料、氣瓶所受内壓和裂紋長度對氣瓶斷裂行为的影 響同 時分 析了全鋁氣瓶上常見的裂紋———近似5倍壁厚長度的細微裂紋,計算这種裂紋深度在225%100%壁厚之間變化的J積分和裂紋嘴擴展位移。

 

 

非常低的溫度條件下對材料進行改性,并将这種改性材料應用在壓縮天然氣氣瓶上,并進行了相關試验,得到了不錯的效果對于天然氣鋼瓶的力学分析,通常采用有限元分析法。其基本思路是将整個結構看作由有限個力学小單元相互連接而成的集合體,每個單元的力学特性組合在一起便可提供整體結構的力学特征。

 

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