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车用35MPa玄武岩纤维增强复合材料气瓶自紧工艺研究

论文摘要

为了研究和分析玄武岩纤维增强金属内胆压力容器在自紧作用下的容器性能,以工作压力为35 MPa的玄武岩纤维增强绕复合材料气瓶为研究对象,依据经典网格理论建立气瓶有限元模型,分析自紧工艺对玄武岩纤维增强复合材料气瓶应力大小及分布影响,根据DOTCFFC标准,提出最佳自紧压力。研究表明:自紧后,玄武岩纤维增强复合气瓶纤维层在35MPa工作压力下的应力强度明显高于自紧前,气瓶纤维强度利用率大幅度提高;在60～80MPa工作压力下随着自紧压力增加,气瓶内衬的最大Von-Mises应力减小,内衬受力降低,纤维层最大Von-Mises应力增大,纤维增强作用提高;当自紧压力为64. 89 MPa时,气瓶的承载性能最佳,此时气瓶的内衬承载能力和纤维层利用率比自紧前分别提高了37. 63%、33. 22%;爆破压力下自紧压力不影响气瓶内衬和纤维层应力大小。该研究成果能大幅提高玄武岩复合材料气瓶的承载能力,有助于天然气汽车的应用推广。

论文目录

  • 0 引言
  • 1 有限元模型构建
  •   1.1 复合材料气瓶模型
  •   1.2 网格划分
  •   1.3 边界条件和载荷设置
  • 2 分析与讨论
  •   2.1 自紧压力对复合材料气瓶最大应力分布影响分析
  •     2.1.1 自紧压力对复合材料气瓶内衬最大应力分布的影响
  •     2.1.2 自紧压力变化对复合材料气瓶缠绕层最大应力分布影响
  •   2.2 确定最佳自紧压力
  •   2.3 复合材料气瓶最佳自紧压力下的应力分析
  •     2.3.1 无自紧和最佳自紧压力下应力情况对比
  •     2.3.2 最佳自紧压力下复合材料气瓶应力分析
  • 3 结论

    • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 王意东,何太碧,汪霞,郭永智

    关键词: 气瓶,玄武岩纤维,增强复合材料,自紧工艺,纤维利用率,数值模拟,应力

    来源: 特种油气藏 2019年06期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

    专业: 材料科学,汽车工业

    单位: 西华大学

    基金: 四川省科技厅四川省重点研发项目“基于玄武岩纤维缠绕增强的35MPa高压天然气储运设备研制”(2019YFG0238),西华大学研究生创新基金“玄武岩纤维缠绕复合材料气瓶爆破试验研究”(ycjj2018097)

    分类号: TB333;U466

    页码: 158-164

    总页数: 7

    文件大小: 5783K

    下载量: 128

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    本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/a115c5bc6e8151e48951f26c.html