纤维缠绕高压氢气瓶火烧温升试验及数值研究

纤维缠绕高压氢气瓶是氢燃料电池汽车储氢系统的关键设备。气瓶在使用中如果遭遇火灾意外,可能导致氢气泄漏、爆燃甚至爆轰等危险。为研究气瓶在火烧情况下的安全性能及内部气体的温升规律,进行了火烧试验研究,得到了气瓶外表面的温度场分布及内部气体的温升规律．结果表明内部气体的温升速率很小．且与外表面存在较大温差。然后以试验数据为基础建立3D数值模型。对火烧时气瓶内部气体的温升进行模拟,并对试验结果和模拟结果进行比较分析．表明所建立的模型能较为准确的模拟气瓶火烧试验时的内部温升,该模型为进一步研究气瓶火烧试验奠定了基础。     

高压储氢气瓶的长径比和进气口直径对其快充温升及温度分布的影响

在储氢气瓶快充引起温升的理论基础上,考虑到真实气体充气的复杂性,基于真实气体的k-ε湍流模型,建立高压储氢气瓶快速充气温度变化的高精度数值计算模型。用计算流体力学软件Fluent13.0模拟35MPa,120L纤维缠绕铝内胆复合气瓶快速充气情况。为了研究气瓶的长径比和进气口直径对温升和温度分布的影响,分别对长径比为3.6、2.0,进气口直径为16mm、40mm、64mm的气瓶的充气情况进行模拟。数值模拟的结果表明在相同的充气条件下,长径比越小气瓶内最高充气温度越低,瓶内的温度分布也相对越均匀;进气口直径越小瓶内最高充气温度的升幅越小。     

高压氢气瓶铝制内胆交流电磁场检测技术

高压全缠绕铝内胆氢气瓶是氢气储运的重要设备,由于材料及结构的限制,常规检测方法难以实现对其铝制内胆的检测.基于交流电磁场检测技术,通过制备铝制内胆试样,并加工不同类型缺陷,进行检测研究.结果表明,交流电磁场技术能够实现对铝制内胆多种类型缺陷的检测,灵敏度及分辨率较好,但缺陷方向对检测效果影响较大,在实际检测中,应根据损...     

纤维缠绕复合材料气瓶内衬的屈曲分析

为深入了解纤维缠绕复合材料气瓶的内衬屈曲情况,基于ANSYS有限元软件,运用数值模拟方法对纤维缠绕复合材料气瓶的金属内衬结构进行屈曲分析,建立了复合气瓶内衬结构的有限元模型,采用特征值法分析得出内衬1~10阶的屈曲模态,并利用非线性稳定法绘出内衬位移量随外压变化曲线.结果表明,计算得到的内衬临界失稳外压为0.199 MPa,与复合气瓶内衬外压试验结果相符合,证实了本文对于复合气瓶内衬屈曲分析的可靠性.     

车用高压氢气瓶组合阀门的研究和试验方法

氢燃料电池汽车以其高效率、零排放的特点,被认为是汽车的终极能源。车用高压氢气瓶组合阀门(简称“瓶阀”)是车载储氢系统的关键零部件,用于控制储氢瓶内高压氢气的通断,高压氢气经瓶阀输送给下游减压阀、电堆,其可靠性对保障氢燃料电池汽车的安全性具有重要的意义。主要介绍高压氢气瓶组合阀门的主要功能、工作流程、设计和试验依据及国内外的发展现状等方面内容。     

聚酰亚胺纤维与碳纤维缠绕复合气瓶性能对比研究

本文主要研究高性能国产聚酰亚胺纤维在复合材料气瓶上的应用,并表征其与进口碳纤维的性能差距.采用国产聚酰亚胺纤维进行缠绕成型工艺优化与复合材料性能测试分析,在测试数据及工艺优化基础上针对其进行了复合材料气瓶的强度设计.分别采用聚酰亚胺纤维、进口T300、T700以及T800碳纤维缠绕成型复合材料气瓶,进行水压爆破压强的测试,并引进声发射检测技术对其在水压过程中的损伤信号进行监测分析.结果表明聚酰亚胺纤维缠绕工艺性良好,与树脂界面结合优异,适用于湿法缠绕成型工艺.复合材料拉伸强度达到1 708 MPa,纤维的强度发挥率高达80%,相比于碳纤维复合材料其呈现出较好的断裂韧性,有利于减少复合材料气瓶在水压下的应力损伤.缠绕成型的聚酰亚胺纤维复合材料气瓶容器特征系数(PV/W)高达32.2 km,其在航空航天、医用、汽车、核工业等领域具有广阔的应用前景.     

具有金属内衬复合材料纤维缠绕容器固化过程的数值模拟

基于固化反应动力学、热传导和复合材料层合理论, 采用了有限元分析方法, 对具有金属内衬的复合材料纤维缠绕压力容器在固化工艺过程中的温度和热应力分布及其变化规律进行了数值模拟。通过一典型容器数值分析, 表明在固化工艺过程中, 中容器内部的所有应力分量具有同时达到峰值的特征, 其中应力分量的峰值出现在固化降温阶段的初期。提出了数值模拟的方法和分析结论对复合材料结构设计师和工艺师合理制订金属内衬复合材料纤维缠绕容器的工艺标准具有一定的参考价值。      

纤维缠绕复合材料壳体原位成型工艺研究

热固型缠绕复合材料壳体以其优异的性能在航空、军事和工业等领域得到了广泛应用.目前,制约其应用和发展的主要瓶颈是壳体的成本和性能,而壳体成型工艺直接决定了其最终性能和成本.由于缠绕壳体为中空结构,因此可以采用加热壳体内部金属芯模或内衬的方法实现缠绕后的或正在缠绕的复合材料的固化成型,即原位成型.本文介绍复合材料壳体原位成型新工艺,建立筒型壳体内加热固化过程的数学模型,利用有限元法对筒体固化过程中的温度和固化度进行了数值模拟分析.该研究为实现壳体高效、优质且低成本成型提供新思路,为原位成型工艺设计、模拟和参数优化提供分析模型和方法.     

加氢站高压低温氢气泄漏扩散数值研究

为了明确加氢站发生高压氢气泄漏后形成可燃区域的分布特性,进行了某加氢站中的35 MPa和70 MPa加氢机发生泄漏事故的数值模拟。研究了泄漏孔径和氢气预冷温度对稳态可燃区域分布形态和体积的影响。计算结果表明,70 MPa加氢机泄漏形成的可燃区域体积约为35 MPa加氢机的两倍。泄漏孔尺寸对可燃区域体积有非常显著的影响。随着预冷温度的降低,射流边界层的气流速度降低,氢气质量分数增大,且后者对稳态可燃区域体积的影响更大,尤其在发生中孔泄漏时,随着氢气预冷温度从300 K降低至240 K,35 MPa加氢机泄漏形成的可燃区域体积从5 590 m³增加到16 835 m³,增长率为201.16%,同时可燃区域的形态从“平面”转换到“羽状”。     

电力变压器高压试验研究分析

通过对电力变压器的简述和高压试验的简述,说明电力变压器高压试验的重要性,并具体从温度和湿度、电压极性与泄漏电流关系、升压速度等几个因素分析对电力变压器高压试验影响,并对高压试验采取的安全措施和使用变压器的注意事项等进行具体的阐述。     

高压低温密封试验研究—部分试验结果讨论及理论分析

讨论了在０－１５ＭＰａ高压下，－１９６℃－＋２００℃温区内，法兰，球头密封结构的部分密封试验结果，变化规律和影响因素，进行了理论分析，给出了部分重要设计参数。     

电力系统中高压电气试验的研究

本文主要分析了高压电气实验的涵义及电力系统中高压电气试验中存在的问题,阐述了高压电气试验设备的发展及前景规划,针对电力系统中高压电气试验存在的问题进行了深入研究。结合本次研究,最终提出了改进高压电气试验设备与技术的建议,希望通过本次研究,可以帮助相关单位提高工作质量与效率,更好地应对工作中存在的问题。     

Ti-C纤维金属层压板自由振动试验和数值分析

为研究由钛合金和碳纤维增强复合材料交替铺设而成的Ti-C纤维金属层压板(FMLs)的制备及自由振动,首先,使用有限元分析软件MSC.PATRAN/NASTRAN对不同尺寸Ti-C FMLs的自由振动进行了二维有限元建模计算,确定了尺寸效应对FMLs固有频率的影响;然后,采用电磁激振器和非接触式激光扫描仪进行自由振动试验,比较了数值仿真结果和试验结果;最后,计算了相同尺寸的纯碳纤维复合材料层压板和不同钛合金层压板层数的Ti-C FMLs的固有频率,研究了钛合金层压板层数对FMLs固有频率的影响。结果显示:试件的尺寸越小,固有频率的计算误差越大,即当结构面内尺寸相对于厚度的倍数较小时,模型的计算误差大;数值仿真结果和试验结果总体吻合较好,有限元模型有效;FMLs的固有频率随着钛合金层压板层数的增加而减少。所得结论可为提高Ti-C FMLs自由振动的可设计性提供参考。      

考虑混杂效应时纤维混杂缠绕筒三维等效弹性模量的理论估算和试验研究

给出了多种纤维混杂多向缠绕筒三维等效弹性模量的理论估算方法, 应用该方法计算了玻璃-碳纤维混杂缠绕筒的三维等效弹性模量。计及混杂效应的影响, 考虑了碳纤维体积分数、 铺层方式、 纤维分散度等因素, 对玻璃-碳纤维混杂缠绕结构, 引入混杂效应系数对该方法进行修正。试验结果表明, 该方法预测的三维等效弹性模量的精度较高。采用该方法可将复杂的纤维混杂缠绕结构等效为具有各向异性性质的均质单一材料, 极大降低了应力分析的工作量。     

电气设备高压试验及防范对策研究

文章简述了电气设备高压试验的目的和流程,以及电气高压试验中存在的主要危险因素,提出防范对策,以保证电气设备的正常运行。     

高压试验研究方法及安全简析

由于高压试验工作环境的非凡性,就求参试人员加强对电气试验的熟悉,提高试验技术水平,克服各种主观,客观因素带来的影响,从各种角度理解高压试验的安全问题重性。本文对高压试验的主研究方法进行分析,阐述了高压电气试验全过程安全控制,以供同行人士参考。     

聚丙烯纤维混凝土性能试验研究

采用普通聚丙烯纤维和辅特维聚丙烯纤维对普通水泥混凝土进行改性,测试其力学性能、耐久性能,并与基准混凝土进行比较,以揭示聚丙烯纤维对水泥混凝土性能的影响规律。试验结果表明：聚丙烯纤维能在一定程度上提高混凝土的力学性能,对混凝土的耐久性能有明显改善作用,并且辅特维聚丙烯纤维对混凝土性能的改性效果要优于普通聚丙烯纤维。     

FPS支座双向加载拟静力试验与数值模拟研究

FPS支座一种具有广阔发展前景的减隔震支座,该支座可通过摩擦耗能,自复位等特性来消耗地震发生时传入结构体系的地震能量,从而在很大程度上降低结构地震动反应。但目前国内外针对曲线桥FPS支座的耦合受力问题,缺乏理论与实验相结合的精细化模拟方法。该文通过FPS支座双向加载拟静力试验,进而得到FPS支座的荷载-位移滞回曲线与摩擦耗能情况。并采用OpenSees软件对FPS支座进行数值模拟,将FPS支座试验与数值模拟结果进行分析对比,验证其准确性,得到了一种FPS支座的精细化模拟方法。     

感应加热破碎型钢混凝土构件试验研究EI北大核心CSCD

感应加热破碎型钢混凝土(SRC)时,型钢直接被电磁感应加热,混凝土依靠型钢热传导被加热,型钢与混凝土之间产生温度差和变形差,为实现型钢与混凝土之间的分离提供可能。开展了6根无混凝土保护层和8根有混凝土保护层型钢混凝土试件的感应加热分离试验,试验结果表明:不同试件内型钢的温升曲线趋势基本相同,即型钢温度在450℃以下时,型钢升温较快,约为30℃/min~50℃/min;当型钢温度在450℃~700℃时,型钢温升变慢,约为20℃/min~30℃/min;当型钢温度达到700℃后,型钢温升平缓。当型钢温度不高于700℃时,随着型钢温度的升高,型钢与混凝土之间温度差及膨胀差基本呈线性增加。型钢与混凝土的膨胀差主要与型钢腹板高度相关,当型钢腹板高度为300 mm,膨胀差不小于1.80 mm时,可方便型钢与其所辖混凝土的分离;当型钢腹板高度为400 mm,膨胀差不小于2.12 mm时,可方便型钢与其所辖混凝土的分离。     

不拆高压引线进行电气试验的研究与应用

随着时代的发展，我国电力设备处于快速发展阶段，对于高压电线而言，它自身的重较重、线体较粗，并且设备的高度较高，不容易进行引线拆除工作。通常情况下，需借助升降梯完成作业，这样就增加了许多工作内容，既消耗人力又消耗物力还消耗时间。除此之外，这种方式还具有安全隐患问题，工作人员和设备都不安全，所以笔者不建议使用这种方式。接下来笔者将结合自身的经验和调查走访结果，详细论述500kv的高压设备，在不拆高压引线进行电气试验的研究与应用。