充气速率对全复合材料车用天然气气瓶强度的影响

以某全复合材料车用天然气气瓶为研究对象,针对气瓶充气过程中几种常见的速率,研究了充气速率对含缺陷在役气瓶强度的影响.首先,在气瓶的几个典型部位设计了不同长度和深度的损伤来模拟在役气瓶的缺陷,并建立了数值模型.然后运用子模型法,在不同的充气速率下对各个损伤部位进行计算和分析.结果表明,随着充气速率的增加,气瓶的应变率增大,损伤附近的等效应力明显增大.分析结果为今后充气速率的选取提供了一定的依据,同时也为气瓶强度的检验提供了参考.     

纤维缠绕车载CNG气瓶的结构设计及其有限元分析

根据薄膜理论分析了气瓶封头的椭球比对气瓶强度和稳定性的影响,依据网格理论,结合气瓶容积、使用空间以及实际生产工艺等约束条件,确定了气瓶的内衬几何尺寸、纤维缠绕层的纤维厚度和缠绕角度。最后利用ANSYS中的参数化设计语言(APDL),分别对各种工况下的强度、稳定性进行了仿真模拟和数值计算分析。结果表明,设计的70L纤维缠绕车载CNG气瓶的强度、稳定性满足铝内衬全缠绕碳纤维增强复合材料气瓶的基本要求(DOT-CFFC)。     

基于ANSYS/FE-SAFE的无人机复合材料机翼疲劳分析

计算了某无人机复合材料机翼的静强度,使用局部应力-应变疲劳分析理论,基于正弦载荷激励,按照累积损伤理论和雨流计数法则,应用ANSYS/FE-SAFE软件,分析了此无人机机翼的疲劳寿命,为复合材料机翼疲劳分析提供了新的分析途径.     

复合材料气瓶漏点定位分析研究

某复合材料气瓶在疲劳试验中远低于平均疲劳寿命时即发生漏水,通过对复合材料气瓶整体损伤研究、异常区泄漏判定研究及微观分析,定位了漏水部位并对低疲劳寿命原因进行了分析.结果表明:内衬在制造过程中产生的微小凹坑缺陷是导致复合材料气瓶低疲劳寿命的原因,在疲劳试验中,凹坑缺陷作为疲劳裂纹源,产生应力集中,引发裂纹扩展,最终形成穿透性裂纹,导致复合材料气瓶提前泄漏.     

复合材料气瓶的优化设计

随着能源结构的变化和环境污染问题的日益加剧,汽车工业的研究重点开始转向清洁能源领域,采用天然气为能源的汽车已经越来越受到人们的欢迎,而作为天然气的盛装载体——气瓶的发展必将会迎来全新的挑战.借助有限元分析软件,对车用压缩天然气钢质内胆环向缠绕气瓶进行了有限元分析,得出了各工况下复合材料气瓶应力分布关系,为复合材料气瓶的优化设计提供了思考和借鉴.     

复合材料CNG气瓶的结构设计与研究

介绍了复合材料压缩天然气(CNG)气瓶的国内外发展情况,对车用复合材料CNG气瓶的基本结构及主要制造工艺进行了研究,阐述了复合材料CNG气瓶的安全问题及发展趋势。     

基于ANSYS/FE SAFE的无人机复合材料机翼疲劳分析

 计算了某无人机复合材料机翼的静强度,使用局部应力 应变疲劳分析理论,基于正弦载荷激励,按照累积损伤理论和雨流计数法则,应用ANSYS/FE SAFE软件,分析了此无人机机翼的疲劳寿命,为复合材料机翼疲劳分析提供了新的分析途径。     

复合材料天然气气瓶预紧压力的研究

本文针对铝内衬全缠绕复合材料天然气气瓶,应用ALGOR FEAS有限元分析系统进行了气瓶材料的弹塑性历程分析,设计了气瓶的预紧压力。采用轴对称的应力－应变关系对气瓶金属内衬、复合材料进行了应力分析,确定了气瓶的应力分布状态。研究表明,通过预紧压力设计,降低了铝内衬工作状态下的最大拉应力,实现了提高复合材料气瓶疲劳寿命的目的。     

复合材料气瓶的多轴疲劳寿命预测研究

采用等效应变法计算气瓶疲劳寿命的ASME压力容器规范,不能考虑多轴非比例加载效应,具有明显的不足。针对复合材料气瓶,采用修正的Brown-Miller算法研究其多轴低周疲劳寿命,并分析了自紧压力、金属内衬厚度和单层缠绕层厚度对复合材料气瓶疲劳寿命的影响,给出了提高复合材料气瓶疲劳寿命的方法。     

论车用压缩天然气质量控制

压缩天然气质量控制对天然气运输、储存所使用的管道、容器以及车用气瓶安全具有非常重大的影响,压缩天然气的质量控制主要是对所有影响到车用天然气质量的因素进行管理,以最大限度保证天然气各项参数指标符合可控要求,减少事故发生,为此笔者从以下几个方面分析如何做好压缩天然气的质量控制。     

基于疲劳损伤两段论的复合材料刚度降模型研究

本文在疲劳累积损伤模型和刚度降模型的基础上,根据疲劳损伤的两阶段理论,将复合材料的疲劳损伤划分为两个阶段,并用两种不同的函数分段描述疲劳损伤的过程,建立了疲劳损伤演化两阶段模型。利用试验数据,运用多元函数的最小二乘法,得到了模型中的各个参数的拟合值和层合板的S-N曲线。疲劳损伤演化两阶段模型计算数据与试验结果吻合较好。     

CNG-2环向缠绕气瓶纤维缠绕残余预应力的优化设计

复合材料气瓶压力容器的纤维缠绕预应力对容器的性能有很大的影响,合理设计纤维预应力可提高复合材料容器的综合性能。借助ANSYS有限元软件,建立了带有纤维缠绕残余预应力的环向缠绕气瓶的有限元参数化模型。在模型中,将纤维缠绕层视为复合材料层合板。按照GB 24160—2009《车用压缩天然气钢质内胆环向缠绕气瓶》的规定,并结合各工况下应力水平的要求建立数学模型,对环向缠绕气瓶的纤维缠绕残余预应力进行优化,得到纤维缠绕残余预应力的最优值,使内胆在工作压力下有较低的应力水平,提高了气瓶的可靠性。     

天然浮石混凝土冻融损伤及寿命预测模型

内蒙古地区天然浮石资源丰富,可作为粗骨料制作轻质混凝土.为了研究天然浮石混凝土冻融损伤规律,配制了五种配合比的试件进行快速冻融试验.通过天然浮石混凝土相对动弹性模量和质量损失变化规律,分析了浮石骨料对混凝土抗冻性的影响.基于静水压力理论和疲劳损伤理论,推导出天然浮石混凝土的材料系数,进而建立了冻融损伤模型和寿命预测模型...     

大容积钢质内胆环向缠绕气瓶的设计与应力分析

根据ISO 11515:2013标准,对大容积钢质内胆环向缠绕气瓶进行了设计,并论述了其与常规CNG环向缠绕气瓶的区别。采用有限元分析软件对设计进行了验证,根据有限元计算结果对其疲劳性能进行了预测。分析认为,该设计完全满足ISO 11515:2013对大容积钢质内胆环向缠绕气瓶的要求。     

Damage development of a woven SiCf/SiC composite during multi-step fatigue tests at room temperature

The monotonic tensile and multi-step fatigue tests of 2D woven SiC_f/SiC composite were performed to explore the damage development, respectively. The acoustic emission-based technique was used to analyze the damage state and select the peak stresses for fatigue tests. The damage evolution after specific mechanical tests was characterized by optical microscopy and scanning electron microscopy. Cracks are prone to occur in the vicinity of flaws and boundaries of different matrix components under relatively low fatigue stress. The cyclic fatigue stress can do much harm to the interfaces and facilitate the interfacial debonding. The damage characteristics of five types of cracking, fiber breakage and pull-out, and interfacial debonding of the composite after specific mechanical tests are concluded and discussed in detail, which can offer help for deeper analysis of the oxidation mechanism in service and more reasonable design of SiC_f/SiC composite.