大容積鋼內(nèi)膽復(fù)合材料氣瓶相較于傳統(tǒng)鋼質(zhì)氣瓶具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn),自2011年進(jìn)入國(guó)內(nèi)長(zhǎng)管拖車領(lǐng)域后發(fā)展迅速,具有十分廣闊的市場(chǎng)前景。但在制造以及運(yùn)輸、使用的過(guò)程中,不可避免地會(huì)因?yàn)榕鲎�、摩擦等行為在氣瓶纏繞層表面產(chǎn)生缺陷,從而影響氣瓶的安全運(yùn)行�；谠撉闆r,本文采用有限元軟件ANSYS Workbench對(duì)大容積鋼內(nèi)膽復(fù)合材料氣瓶的爆破壓力和漸進(jìn)損傷進(jìn)行了研究。通過(guò)有限元軟件構(gòu)建大容積鋼內(nèi)膽復(fù)合材料氣瓶數(shù)值模型,并在纏繞層表面建立三個(gè)體積型缺陷。詳細(xì)闡述了數(shù)值模型的構(gòu)建過(guò)程,重點(diǎn)分析了在設(shè)計(jì)爆破壓力（50MPa）下含不同纏繞層表面缺陷的氣瓶?jī)?nèi)膽和纏繞層應(yīng)力分布及大小。模擬結(jié)果表明,內(nèi)膽和纏繞層在缺陷位置均會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象,超出缺陷范圍后應(yīng)力迅速減小并保持平穩(wěn);缺陷對(duì)內(nèi)膽應(yīng)力影響較小,但纏繞層應(yīng)力會(huì)因此急劇增大。通過(guò)最大應(yīng)變準(zhǔn)則和最大應(yīng)力準(zhǔn)則分別預(yù)測(cè)了無(wú)缺陷及含不同纏繞層缺陷下的氣瓶爆破壓力。模擬結(jié)果表明,含纏繞層缺陷的氣瓶爆破壓力明顯減小且相比于缺陷面積,缺陷深度對(duì)其影響更大;兩種方法預(yù)測(cè)得出的無(wú)缺陷氣瓶爆破壓力數(shù)值均為58.5MPa,與氣瓶水壓爆破試驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)56.0MPa相... 

【文章來(lái)源】：太原理工大學(xué)山西省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號(hào)說(shuō)明
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 長(zhǎng)管拖車概述
        1.2.1 發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 未來(lái)趨勢(shì)
        1.2.3 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系
    1.3 復(fù)合材料氣瓶概述
        1.3.1 氣瓶分類
        1.3.2 復(fù)合材料氣瓶特點(diǎn)
        1.3.3 復(fù)合材料氣瓶成型工藝
        1.3.4 復(fù)合材料氣瓶失效形式
    1.4 含缺陷復(fù)合材料氣瓶國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.4.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.4.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.5 研究意義及內(nèi)容
        1.5.1 課題來(lái)源
        1.5.2 研究意義
        1.5.3 研究?jī)?nèi)容
2 復(fù)合材料氣瓶數(shù)值模型建立及強(qiáng)度分析
    2.1 ANSYS ACP功能介紹
    2.2 生死單元介紹
    2.3 復(fù)合材料氣瓶數(shù)值模型建立
        2.3.1 幾何模型
        2.3.2 材料模型
        2.3.3 網(wǎng)格劃分
        2.3.4 載荷與邊界條件
        2.3.5 鋪層設(shè)置
        2.3.6 缺陷設(shè)置
    2.4 無(wú)缺陷氣瓶應(yīng)力分析
    2.5 含缺陷氣瓶應(yīng)力分析
        2.5.1 應(yīng)力分布
        2.5.2 應(yīng)力大小
    2.6 本章小結(jié)
3 含纏繞層表面缺陷復(fù)合材料氣瓶爆破壓力分析
    3.1 復(fù)合材料失效準(zhǔn)則
        3.1.1 失效模式無(wú)關(guān)準(zhǔn)則
        3.1.2 失效模式相關(guān)準(zhǔn)則
    3.2 復(fù)合材料氣瓶爆破壓力分析
        3.2.1 基于最大應(yīng)變準(zhǔn)則
        3.2.2 基于最大應(yīng)力準(zhǔn)則
        3.2.3 兩者對(duì)比
        3.2.4 試驗(yàn)驗(yàn)證
    3.3 缺陷參數(shù)對(duì)氣瓶爆破壓力影響
        3.3.1 缺陷深度對(duì)氣瓶爆破壓力影響
        3.3.2 缺陷面積對(duì)氣瓶爆破壓力影響
        3.3.3 缺陷位置對(duì)氣瓶爆破壓力影響
    3.4 本章小結(jié)
4 復(fù)合材料氣瓶漸進(jìn)損傷分析
    4.1 引言
    4.2 復(fù)合材料氣瓶漸進(jìn)損傷分析
        4.2.1 塑性失穩(wěn)
        4.2.2 程序發(fā)散法
        4.2.3 漸進(jìn)損傷失效模型
        4.2.4 結(jié)果與討論
    4.3 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于漸進(jìn)損傷的纖維全纏繞鋁內(nèi)膽氣瓶自緊工藝[J]. 章昕,趙建平.  宇航材料工藝. 2018(04)
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[3]復(fù)合材料層合板漸進(jìn)損傷非線性失效分析[J]. 胥玉震.  新技術(shù)新工藝. 2015(10)
[4]關(guān)于推動(dòng)中國(guó)天然氣能源革命的思考[J]. 姜子昂,馮勐,張宏,李雋.  天然氣工業(yè). 2015(03)
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[7]CNG-Ⅱ復(fù)合氣瓶環(huán)纏繞層表面缺陷安全性分析與評(píng)價(jià)方法[J]. 由宏新,馬凱,李斌.  壓力容器. 2013(10)
[8]復(fù)合材料纏繞層缺陷深度對(duì)CNG-2氣瓶強(qiáng)度影響的研究[J]. 郭崇志,甘平燕,付小立.  壓力容器. 2013(03)
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[10]纖維纏繞復(fù)合材料氣瓶研究進(jìn)展[J]. 徐君臣,銀建中.  應(yīng)用科技. 2012(04)

碩士論文
[1]35MPa車用全纏繞復(fù)合材料氣瓶設(shè)計(jì)及充氣溫升數(shù)值模擬[D]. 陳彥輝.太原理工大學(xué) 2018
[2]大容積全纏繞復(fù)合材料氣瓶設(shè)計(jì)方法研究[D]. 王靜嫻.太原理工大學(xué) 2015
[3]帶缺陷的CNG-2氣瓶安全評(píng)估與分析[D]. 甘平燕.華南理工大學(xué) 2013
[4]復(fù)合材料加筋板沖擊損傷模擬和剩余強(qiáng)度分析[D]. 孫旋.南京航空航天大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3203684