车载LNG气瓶绝热性能定期检测方法分析

车载LNG气瓶采用真空绝热技术实现LNG的长期贮存,达到节能减排,低温绝热性能是衡量产品综合性能的重要依据之一。目前,车载LNG气瓶的低温绝热性能在出厂前已经进行了检测,国家已经建立了相关测试标准和判别标准,规定了检测方法和评价依据,但使用过程中的绝热性能定期检测一直是行业内的短板,相关标准和法规还不完善,存在使用安全隐患。通过结合车载LNG气瓶的产业现状,分析了车载LNG气瓶定期检测现状,在此基础上提出了车载LNG气瓶绝热性能定期检测的检测流程、检测方法、判别依据及验证要求等。     

移动式低温LNG贮罐强度的有限元分析

为实现移动式低温LNG贮罐的优化设计与安全运行,以高真空多层绝热结构LNG贮罐为研究对象,在分析其结构与承载特点的基础上,针对实际使用中经历的启动、制动、颠簸等多种工况,采用有限元方法分析了该类贮罐总体及局部的应力强度分布。结果表明:多种工况下,内容器内壁靠近滑动端支承的部位应力强度均最高,特别是遭遇羁绊颠簸时,其最大应力强度达到323.5MPa,比静态操作提高了62.5%,因此在LNG贮罐内、外容器上设置合适厚度与间距的加强圈对降低局部应力强度很有必要。同时水平加速度在-0.5g-1.0g区间交变时的疲劳分析与评定表明,LNG贮罐当前结构满足疲劳强度的要求,但最大交变应力强度点均出现在靠近固定支承的加强圈的边缘,说明结构不连续等对贮罐膜应力状态的破坏是导致疲劳失效的主因,故移动式LNG贮罐应尽量采用圆滑过渡结构。     

车载LNG气瓶绝热性能便携式测试方法研究

基于车载LNG气瓶结构原理、现有检测方法和经济成本,采用定压方法进行了LNG气瓶绝热性能快速测试的实验研究。结果表明,在气瓶运行压力下,采用层流式质量流量计和压力控制器通过特定算法可以有效地反映气瓶的绝热性能,显著提高检测效率。     

一种新型车用低温气瓶后端支撑结构性能分析

提出了一种新型的低温气瓶后端支撑结构,使用有限元数值仿真方法对该结构进行传热分析和承载能力分析。仿真结果表明,与常用的十字形支撑结构相比,该结构具有更低的漏热率并且具有良好的承载能力。该结构能够提高车载低温气瓶的绝热性能、满足承载能力要求。     

低温绝热气瓶漏放气性能的研究

以低温绝热气瓶为研究对象,设计并搭建气瓶漏放气及残余气体分析实验台,开展了室温和低温下容器漏放气和残气分析的实验研究。通过理论分析与实验研究相结合得出:室温下,气瓶真空夹层内残余气体中H2的含量约为70%,可以利用复合材料扩散放气模型预测低温绝热气瓶的漏放气;低温下,气瓶真空夹层内残余气体中H2的平均含量达到81%,可以利用金属材料扩散放气模型预测低温绝热气瓶的漏放气。本文的研究有助于推动真空维持技术的应用,对于提高高真空多层绝热低温容器产品的寿命、降低成本和确保产品的可靠性,都具有十分积极的意义。     

车载LNG储罐蒸发率的理论与试验

为研究车载LNG低温绝热气瓶内液体的蒸发规律,以200 L高真空多层绝热气瓶为例,采用液氮(LN2)为工质,进行了一系列LN2日蒸发率试验。列出根据实验系统结构参数得到的相关传热学计算结果,包括试验系统分别贮存LN2和LNG各项漏热及理论蒸发率。对理论计算与实验结果进行比较,通过理论计算结果与LN2蒸发率实验结果对LNG试验蒸发率作了预测。根据大气压力下进行的各种充满率的LN2蒸发率实验,拟合出了系统蒸发率与充满率的关系曲线,并分析了系统中环境温度和压力对蒸发率的影响规律。     

基于瞬态动力学分析的波纹管结构优化

目的 优化波纹管结构尺寸,最大程度地减小波纹管的应力集中,提高波纹管的疲劳寿命。方法 利用ANSYS Workbench对真空灭弧室用波纹管进行参数化建模,对其耦合速度压力复杂工况进行瞬态动力学分析,借助DOE(Design of Experiment)技术对波纹管关键几何参数进行单目标优化设计,对优化结果进行强度校核和疲劳寿命计算。结果 优化结果符合设计要求,波纹管在耦合速度压力复杂工况下满足强度的同时,最大等效应力减小了28.8%,疲劳寿命由3 064次提高到32 260次。结论 优化后的结构有效减小了波纹管危险部位的应力集中,疲劳寿命得到提高。     

国内外低温绝热气瓶应用现状及关键技术

介绍了低温绝热气瓶的发展和应用,并重点分析了目前低温绝热气瓶绝热、支撑、加注和无损储存关键技术的研究现状及发展方向,可为中国低温绝热气瓶的生产厂家提供参考.     

浅谈LNG管线深冷绝热技术

LNG管线深冷绝热技术是LNG利用环节中的关键技术之一,本文对LNG管线深冷绝热结构,保冷层厚度计算,材料选型,施工技术,施工流程进行了研究。确定TLNG管线深冷绝热的典型结构,优化选取保冷层厚度计算方式,优选保冷材料,优化施工流程,提出施工技术要求,LNG管线深冷绝热工程首要要求要保证保冷工艺效果和管道运行的安全性。     

船舶工程焊接接头完整性评估与疲劳寿命预测技术综述

介绍了船体结构中含缺陷的焊接接头完整性评估以及疲劳寿命预测方法，对结构完整性评估的K准则、COD准则、J积分准则、SINTAP/FITNET安全性评定方法以及评定流程、国内外标准进行介绍。并对焊接接头的疲劳强度影响因素，如平均应力、残余应力以及接头几何形状应力集中等进行了分析；介绍了焊接接头疲劳寿命预测的常用方法，如基于名义应力的评估方法、基于断裂力学的评估方法、基于损伤力学的评估方法以及其它疲劳评估方法等。此外，还对基于断裂力学法建立的焊接残余应力与疲劳裂纹扩展寿命之间的函数关系进行了介绍，该方法实现了对含残余应力的焊接结构疲劳寿命的精确预测。     

履带车辆传动轴疲劳寿命预测与结构改进

传动轴是履带式车辆传动系统的重要传动构件,由于测试方法和试验条件的限制,在设计传动轴的时候采用静强度设计理论,无法准确反映其在实际复杂任务工况条件下的动态响应性能,给动载荷作用下的机械构件寿命预测带来了很大困难,导致构件的实际寿命和设计寿命有很大的差距.基于ADAMS.ATV建立履带车辆行驶仿真平台,获得了传动轴在各种不同工况条件下的动态载荷.基于MSC.Fatigue疲劳寿命分析软件建立传动轴的疲劳分析模型,获得了传动轴的疲劳寿命,进而仿真分析不同结构对传动轴疲劳寿命的影响规律,对传动轴的结构进行改进.仿真预测实例验证了对复杂工况条件下传动轴进行疲劳寿命预测的可行性.对履带车辆构件结构优化问题进行了探索,研究方法和成果可以推广到相关机械工程领域,具有一定的指导意义.     

低温绝热气瓶的有限元热分析与试验研究

通过有限元方法对充满低温液体的气瓶进行传热分析,与试验的结果相结合,分析气瓶的颈管、支撑结构和绝热结构的漏热量并对产品结构进行优化设计,来保证达到优良的绝热性能.     

铝内胆复合材料储氢瓶爆破压力与疲劳寿命关系研究

针对在铝内胆复合材料储氢瓶（又称为“III型储氢瓶”）设计阶段难以根据设计的气瓶爆破压力和疲劳寿命确定内胆厚度和纤维应力比的问题,研究了III型储氢瓶爆破压力与疲劳寿命的关系。首先,构建了III型储氢瓶的有限元计算模型,提出了基于有限元的气瓶爆破压力和疲劳寿命的预测方法,分析了在内胆厚度和纤维应力比两个因素影响下III型储氢瓶的应力分布状态。其次,研究了内胆厚度和纤维应力比对III型储氢瓶爆破压力和疲劳寿命的影响规律,结果表明：在一定的内胆厚度和纤维应力比范围内,增大内胆厚度,气瓶爆破压力提升较小;增大纤维应力比,则气瓶爆破压力提升较大;III型储氢瓶对数疲劳寿命与内胆厚度和纤维应力比均基本呈线性关系。最后,基于纤维缠绕压力容器爆破压力计算公式和III型储氢瓶对数疲劳寿命拟合关系式,得到了不同条件下III型储氢瓶爆破压力与疲劳寿命的关系式。研究结果可为III型储氢瓶结构的优化设计提供参考。     

火电调峰机组导汽管的疲劳损伤

为了研究火电机组调峰运行对设备的损伤情况,采用有限元软件对某导汽管在调峰运行工况下的应力变化进行分析,结合材料的疲劳寿命数据对设备的安全状况进行评估。结果表明：仅考虑内压应力时,导汽管内壁应力约为40 MPa,外壁应力约为27 MPa;考虑热膨胀后,导汽管同样位置的内、外壁应力分别达到了98.73,62.159 MPa;导汽管的应力受结构热膨胀应力的影响较大,但应力波动幅度降低;热膨胀应力对导汽管的疲劳寿命影响较大。     

热声载荷下薄壁结构非线性振动响应分析及疲劳寿命预测

基于时域分析法研究了金属薄壁结构在热声载荷下的非线性振动响应特性,并采用四种应力寿命模型预测了薄板梁的热声疲劳寿命。以典型薄板梁为研究模型,首先研究了单一噪声激励下薄板梁的时域响应特性及热载荷对其响应特性的影响机理,并仿真分析了薄板梁在热声激励下的非线性响应特性。在此基础上,运用雨流法统计了薄板梁根部的应力响应,并基于Miner线性累积损伤理论采用Goodman、Morrow、Walker和修正Walker应力寿命模型预测了薄板梁在不同工况下的热声疲劳寿命。研究结果表明：薄板梁的热模态基频在其热声疲劳问题中起主导作用;薄板梁热屈曲后的非线性跳变响应将增大应力幅值,从而严重削弱结构的预期寿命;噪声载荷是影响屈曲前薄板梁热声疲劳寿命的主要因素,而热载荷是影响屈曲后热声疲劳寿命的主要因素。因此在薄壁结构抗热声疲劳设计中必须重点考虑热声载荷联合作用的影响。     

低温绝热气瓶真空寿命模拟试验研究

提出了对绝热气瓶真空夹层逐次充入模拟气体进行绝热气瓶漏气和材料放气的真空寿命模拟试验评价方法。试验实例表明:低温绝热气瓶静态蒸发率在低温下夹层压力>5×10^-2Pa后迅速上升,即5×10^-2Pa可视为夹层真空寿命终结的拐点(或阈值)。5A分子筛在液氮温度下对氮具有巨大的吸附潜力,对氢表现出弱的吸附能力。真空绝热夹层的材料放气对真空寿命的影响远远大于漏气的影响,提高绝热气瓶真空寿命的技术途径是减小夹层材料的放气率和改善内置吸附剂对氢的吸附能力。模拟试验能直观、实际、准确地研究漏气和放气对真空寿命诸因素的影响,为确定切合实际的设计参数和工艺提供参考数据,进而推广用于各类真空绝热型低温容器的真空寿命评价和应用。     

汽车悬架稳定杆连杆支架的疲劳仿真分析及结构优化

针对某型车辆常规耐久性试验过程中稳定杆连杆支架出现断裂的问题,对稳定杆连杆支架进行疲劳寿命分析和结构优化.首先运用ANSYS软件建立稳定杆连杆支架的有限元模型;然后基于静态有限元疲劳分析方法对连杆支架进行强度分析计算,并依据强度分析结果对稳定杆连杆支架进行疲劳寿命预测分析;其次根据等强梁理论对稳定杆连杆支架进行结构优化,支架截面由原来的等截面改为变截面,并对优化后的结构进行疲劳寿命预测;最后通过疲劳台架试验和裂纹断口分析,验证仿真分析结果.通过台架试验和仿真结果的对比可以得出,稳定杆连杆支架优化前后其疲劳寿命预测准确,优化后结构疲劳寿命符合预期.     

基于Abaqus 6.11有限元分析LNG车用气瓶鞍座强度

主要基于Abaqus 6.11有限元分析LNG车用气瓶鞍座强度。通过建模与施加载荷,分析其模拟工况条件下的稳定性,为评价气瓶鞍座在工况条件下的安全稳定性提供参考。     

铝内胆碳纤维全缠绕气瓶铺层设计

铝内胆碳纤维全缠绕气瓶的铺层设计主要基于网格理论,但该方法仅能得出满足爆破强度的参数,不能满足对铝内胆疲劳性能的要求,因而难以适应气瓶产品的设计需要.将网格理论与铝合金S-N曲线结合,提出一种基于铝合金疲劳寿命设计纤维缠绕层厚度的新方法.依据该方法给出的缠绕层厚度构建有限元模型,通过数值模拟确定合理的自紧力,计算不同载荷下的气瓶应力分布,根据爆破试验数据,利用有限元模型预测气瓶的爆破强度、失效位置及失效形式.结果 表明:该设计方法可便捷地得出满足性能要求的气瓶缠绕层厚度;自紧力合理值可根据设计预期通过有限元分析得出;疲劳载荷下的缠绕层应力设计值与模拟值,偏差在允许范围内;运用该方法设计的气瓶能够同时满足疲劳和爆破性能指标,且失效位置、纤维应力比也符合标准规定.     

低温LNG运输车罐体结构强度的有限元分析

以低温LNG运输车罐体为研究对象,借助ANSYS为平台,采用有限元的计算方法计算罐体的应力分布特征与结构强度.在分析罐体静态结构应力的基础上考虑运输过程中的一些动态因素.实践表明支承件处是整个罐体散热的集中区域,计算结果表明:考虑动态冲击时峰值应力比不考虑时高了30 MPa-50 MPa;车体突然下降给罐体的冲击要大于突然刹车给罐体的冲击;动态条件下,当LNG压力为0.5 MPa时,4个支承件完全符合罐体的强度要求.