CNG-2型气瓶用玻璃纤维增强材料耐腐蚀性能分析

为了了解车用压缩天然气钢质内胆环向缠绕气瓶(CNG-2型气瓶)所用玻璃纤维的耐腐蚀性能,测试和比较了两种常用的玻璃纤维E-CR玻璃纤维和E-玻璃纤维的成分、物理性能、耐酸性、应力腐蚀性能等。通过干纱失重试验、应力腐蚀试验及酸腐蚀试验等研究可知,对于CNG-2型气瓶来说,E-CR玻璃纤维比选择E-玻璃纤维拥有更高强度和耐腐蚀性能,因此,选择E-CR玻璃纤维对气瓶的安全性能提高具有更可靠的保证。     

三心凹底钢质无缝气瓶瓶底应力工程计算方法

本文利用有限元素法,对三心凹底钢质无缝气瓶瓶底进行了正交设计的应力计算,分析了瓶底几何参数对其最大应力影响的主次关系。并利用模化方法拟合出瓶底最大应力与瓶底几何参数间的关系式,为瓶底的初始优化设计提供了一个简便实用的计算方法。     

基于有限元的无缝气瓶多心凹底底型优化

针对影响高压无缝气瓶安全的凹底结构,提出一种新型多心凹底气瓶底型,运用正交设计并结合有限元分析的方法,得到一组应力集中系数小、应力满足GB 5099要求的多心凹底底型设计参数。基于正交设计方法的结论,从实际加工难易和直立使用安全的角度出发,考察多心凹底底型中过渡段金属的增量和气瓶底部与地面的接触圆直径,对多心凹底无缝气瓶底型进一步优化,得到一组适应性较好、加工可行性较高的底型设计参数。     

气瓶旋压成形技术

与冲压、焊接结构的气瓶相比,旋压气瓶从根本上消除了与焊缝有关的不连续、强度降低、脆裂和拉应力集中等缺陷,故此,旋压气瓶的气密性和耐压性能有了大幅提高。本文重点阐述了钢质气瓶、铝合金气瓶的旋压成形工艺特点及其成形工艺规范。     

无缝气瓶多心凹底底型的设计

针对管制无缝气瓶凹底的设计,传统的三心凹底底型在过渡段外表面轮廓线是直线,球壳部分是等厚的球壳。将过渡段原来的直线过渡改为内外两个圆弧过渡,球壳部分设计为厚度变化的球壳,设计出多心凹底底型;运用正交设计方法,定义与设计了多心凹底底型的设计参数;用有限元分析确定各个参数对多圆心凹底底型应力的影响。结果表明,多心凹底气瓶的应力集中程度可以大幅度降低,最低应力集中系数接近于1.1,这对多心凹底气瓶底型设计和加工具有一定的参考价值。     

采用有限元法计算CNG2型气瓶自紧压力

利用有限元法可精确计算CNG2型气瓶各部分应力的特点,提出了以内胆材料屈服强度为基础、以屈服率为判据的计算CNG2型气瓶自紧压力的新方法,开辟了快速准确计算并指导气瓶生产的新途径。     

特种钢质无缝气瓶水压试验评定指标探讨

针对使用较多的特种钢质无缝气瓶 ,通过从应力、应变、偏心等方面对其容积变形进行了分析计算 ,对水压试验的判废指标进行了论证 ,提出了作者的建议和意见 ,希望能对该类无缝气瓶的水压试验判废指标的制订提供有力的依据和参考。     

强力减薄旋压工艺在钢质无缝气瓶中的应用

目前,各国制造和使用的气瓶发展方向是：重量轻、薄壁、壁厚差小、承载压力高。钢质无缝气瓶主要有两种制造工艺：一种是用方钢坯热冲拔成带底的瓶体后,再热旋压收口制成,称为冲拔瓶;另一种是用无缝钢管分别热旋压收底、收口制成,称为管制瓶。     

基于顺序耦合的火灾环境下气瓶热及力学响应数值模拟

火灾环境下,气瓶内流体介质的温度和压力及气瓶壁的温度不断地升高,可能导致气瓶爆炸。基于分区求解、边界耦合数值解法和流固耦合传热理论,采用计算流体力学软件FLUENT得到火灾环境的温度场、热流密度分布与气瓶的温度场及其内部介质的温度场、流场和压力场。然后根据顺序耦合思想,利用节点差值方法将FLUENT热边界无缝转化到有限元软件ANSYS中,继而进行热-应力分析,预测该钢质无缝气瓶爆破时间为6 min左右,对气瓶火灾应急方案的制定具有理论指导意义。     

钢质无缝气瓶强力减薄旋压工装模具设计

钢质无缝气瓶主要有两种工艺制造。一种是用方钢坯热冲拔成带底的瓶体后,再热旋压收口制成,称为冲拔瓶;另一种是用无缝钢管分别热旋压收底、收口制成,称为管制瓶。     

基于ANSYS的大容器气瓶有限元分析

传统的气瓶设计采用薄膜理论和第一强度理论进行设计,由于在设计中未对实际应力进行严格计算,设计选取的安全系数较大,经济性不好。利用ANSYS软件模拟气瓶加载后的应力、应变情况,揭示出了气瓶承载时的应力分布规律和变形情况,为气瓶的优化设计和可靠性设计奠定了坚实的基础。     

日益发展的新乡利民机械工业公司

新乡利民机械工业公司原为新乡地区柴油机厂,建于1951年,后根据中国国情开发了节能型产品——40升溶解乙炔气瓶和Dg800、Dg600等钢质焊接气瓶,经国家劳动部门批准成为有缝气瓶定点制造厂家。现有职工2000余人,系国家大型二类企业。主导产品40升溶解乙炔气瓶,年生产能力为10万只,Dg系列钢质焊接气瓶年生产能力为3万只。     

气瓶内衬屈服强度对环缠绕复合气瓶疲劳性能影响的研究

为考察气瓶内衬材料的屈服强度对环缠绕复合材料气瓶(CNG-Ⅱ)性能影响,利用有限元数值模拟的方法,在气瓶的结构参数、纤维缠绕层参数、内衬材料的抗拉强度、自紧压力一定的情况下,研究内衬屈服强度变化对气瓶疲劳寿命的影响。有限元分析结果表明,随着内衬材料屈服强度的增加,CNG-Ⅱ复合气瓶的自紧效果变差,工作压力下所受环向平均应力增大,疲劳寿命降低。同时,对三种不同规格尺寸的环缠绕气瓶在不同屈服强度下的疲劳试验数据进行分析,进一步验证了复合气瓶的寿命随着内衬屈服强度的增加而减小。因此,在CNG-Ⅱ复合气瓶的生产过程中,有必要在一定程度上降低内衬的屈服强度,以改善复合气瓶的性能。     

国产高压气瓶的技术进展

我国现有在役高压气瓶约800万只,其中绝大多数是钢质无缝气瓶,少数是铝合金气瓶。40立升的中容积气瓶主要采用中碳锰钢制造,12立升以下的小容积气瓶主要采用30CrMnsiA管制造。本文就我国几十年来气瓶技术的进展     

日益发最的新乡利民机械工业公司

新乡利民机械工业公司原为新乡地区柴油机厂,建于1951年,后根据中国国情开发了节能型产品--40升溶解乙炔气瓶和Dg800、Dg600等钢质焊接气瓶,经国家劳动部门批准成为有缝气瓶定点制造厂家.现有职工2000余人,系国家大型二类企业.主导产品40升溶解乙炔气瓶,年生产能力为10万只,Dg系列钢质焊接气瓶年生产能力为3万只.     

冷旋压高压气瓶瓶底结构强度分析

以冷旋压高压气瓶瓶底结构为研究对象,气瓶材料为34CrMo4H高强度合金,采用有限元法,对各载荷工况条件下瓶底的应力分布进行分析,结合相关的强度设计标准对瓶底结构进行强度分析,并对高压气瓶瓶底结构进行了优化。结果表明:瓶底结构满足强度要求,所产生冷旋压气瓶的爆破压力远小于设计极限压力,且还有相当的安全裕量;在满足气瓶强度要求的条件下,提出了一种更为合理的冷旋压高压气瓶的瓶底结构,从而为冷旋压高压气瓶的优化改进提供了技术支撑。     

日益发最的新乡利民机械工业公司

新乡利民机械工业公司原为新乡地区柴油机厂,建于1951年,后根据中国国情开发了节能型产品--40升溶解乙炔气瓶和Dg800、Dg600等钢质焊接气瓶,经国家劳动部门批准成为有缝气瓶定点制造厂家.现有职工2000余人,系国家大型二类企业.主导产品40升溶解乙炔气瓶,年生产能力为10万只,Dg系列钢质焊接气瓶年生产能力为3万只.……     

缠绕层表面缺陷对CNG-2复合气瓶爆破压力的影响

为了研究复合材料层表面缺陷对于CNG-2复合气瓶爆破压力的影响,通过考察实际的表面缺陷形状,将复合层表面缺陷简化为一定尺寸的矩形槽。对带有2 mm深度矩形槽型缺陷的复合气瓶进行爆破试验,并利用有限元数值计算软件ANSYS计算其爆破压力,以分析2 mm深矩形槽型缺陷对气瓶爆破压力产生的影响及其原因。结果表明,矩形槽型表面缺陷对于气瓶内衬应力的影响并不明显,而对缠绕层应力影响较大,缠绕层矩形槽型缺陷底面的应力超过复合材料抗拉强度保证值,使得复合气瓶爆破压力减小。     

纤维环向缠绕复合材料气瓶冲击损伤容限研究

为研究纤维缠绕复合材料层CNG气瓶冲击后损伤容限问题,采用疲劳应变比率作为损伤变量,建立疲劳累积损伤模型;对气瓶缠绕层的冲击损伤剩余强度采用开孔等效计算方法,应用Nuismer—Whitney平均应力准则,关联疲劳累积损伤函数中的最大应力与拉伸载荷下的含孔层合板剩余强度的关系,建立适用于在疲劳载荷下的含孔层合板结构剩余强度的估算方法,用于复合材料CNG气瓶冲击剩余强度的预测。结果表明,文中提出的分析模型预测结果与专家提出的复合材料气瓶冲击损伤评定标准基本吻合。     

车用70 MPa压缩氢气铝内胆碳纤维全缠绕气瓶的应力分析

70 MPa车用压缩氢气铝内胆碳纤维全缠绕气瓶(以下简称车用70 MPa氢气Ⅲ型气瓶)作为氢燃料电池汽车供氢系统的一个关键部件,具有耐高压、重量轻和储氢密度大等特点,是当前氢燃料电池汽车用氢气瓶的首选产品。以27 L车用70 MPa氢气瓶产品为例,利用ABAQUS软件对气瓶在自紧压力后的零压力、公称工作压力、许用压力、水压试验压力和最小爆破压力下的应力进行分析,掌握气瓶在各个压力状态下的应力分布规律,为气瓶的设计提供一定的依据。